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为解决阿尔及利亚动物及环境中 3GC 耐药肠杆菌(3GCRE)的问题,研究人员开展对其流行率和遗传特征的研究。结果发现 49 株 3GCRE,ESBL 表型居多,还存在 mcr - 1 基因,且部分菌株有生物膜形成能力。该研究为防控耐药菌传播提供依据。
在医疗卫生领域,抗生素的使用曾是对抗细菌感染的有力武器,尤其是第三代头孢菌素(3GC),它能有效治疗多种细菌感染,在人和兽医学中发挥着重要作用。然而,随着时间的推移,一个棘手的问题逐渐浮现 —— 细菌对 3GC 的耐药性不断增强。这种耐药菌不仅在全球范围内蔓延,还成为导致死亡的重要因素。在动物群体中,第三代头孢菌素耐药的肠杆菌科细菌(3GCRE),特别是那些能产生超广谱 β - 内酰胺酶(ESBL)的菌株,已经成为主要的致病菌。世界卫生组织(WHO)将产 ESBL 的肠杆菌科细菌列为关键的公共卫生重点关注对象,因为它们在健康家畜和伴侣动物中的日益流行,通过直接接触或食用肉类及动物产品,增加了在环境中的传播,进而威胁人类健康。
与此同时,随着 β - 内酰胺类抗生素(尤其是头孢菌素和碳青霉烯类)耐药性的上升,治疗选择变得极为有限。粘菌素作为治疗这些多重耐药(MDR)病原体的最后手段被重新引入。但令人担忧的是,肠杆菌科细菌中质粒介导的粘菌素耐药性的出现,极大地削弱了粘菌素的治疗效果,给公共卫生系统敲响了警钟。此外,肠杆菌科细菌还具有形成生物膜的能力,这不仅会导致动物感染难以治疗,增加经济损失,而且生物膜中的细菌还可能成为潜在的人畜共患病原体,对人类健康构成威胁。
在阿尔及利亚这样农村潜力巨大的地中海国家,抗生素耐药性已成为严重的公共卫生问题,威胁着人和动物的健康。然而,此前大多数研究集中在人类临床和社区层面,针对阿尔及利亚动物领域中重要的耐药肠杆菌科细菌的研究较少。为了应对这一现状,来自阿尔及利亚巴特纳 1 大学兽医科学和农艺科学研究所的研究人员开展了一项研究,旨在了解从家禽、家畜、兔子、伴侣动物及其环境中分离出的肠杆菌科细菌对 3GC 的耐药比例,探究 ESBL 和粘菌素耐药基因的传播情况,以及这些菌株的生物膜形成能力和相关基因。该研究成果发表在《Comparative Immunology, Microbiology and Infectious Diseases》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,在 2022 - 2023 年,从不同农场的家禽(鸡、鸭、鹌鹑)、家畜(牛、羊、山羊)、兔子、猫采集了 110 份直肠拭子样本,还从阿尔及利亚东北部巴特纳地区的环境表面采集了 16 份拭子样本。然后,运用 Kirby - Bauer 法进行抗菌药物敏感性测试,通过聚合酶链反应(PCR)和 DNA 测序来鉴定 3GC 耐药菌株中的耐药基因,采用刚果红琼脂法和试管法评估生物膜形成能力,并对生物膜基因进行分子研究。
研究结果如下:
- 3GC 耐药菌株的流行率:研究共采集 126 份样本,3GC 耐药菌株占总样本的 38.9%。在动物中,牛的耐药菌株流行率最高,达 28.57%,羊和猫均为 22.45%,兔子和鸡为 10.2%,山羊、鸭和鹌鹑最低,为 2.04%,环境表面分离株占 2.38%。
- 分离菌株的种类:分离出多种肠杆菌科细菌,其中主要是大肠杆菌(E.coli),占 32.65%(16/49),阴沟肠杆菌(Entrobacter cloacae)占 26.53%(13/49) 。
- ESBL 表型和基因:46 株菌株检测到 ESBL 表型,ESBL 基因包括 blaTEM、blaOXA、blaCTX - Mg2、blaSHV和 blaCTX - Mg1。其中,blaTEM和 blaOXA的组合在 25 株分离株中存在,15 株分离株仅有 blaOXA基因等。
- 粘菌素耐药菌株:分离出两株粘菌素耐药菌株,它们携带 mcr - 1 基因,且共表达 blaTEM+blaOXA ESBL。
- 生物膜形成能力和相关基因:刚果红琼脂法检测生物膜产生率为 18.37%,试管法为 20.41%。20 株分离株检测到生物膜基因 csgA 和 bssb。
研究结论和讨论部分指出,本研究表明 blaTEM+blaOXA在 3GC 耐药菌株中占主导地位,且存在 mcr - 1 基因。这一结果凸显了全球对动物及其环境中产 ESBL 细菌进行协同监测的必要性,同时也提示需要对农业中抗生素的使用制定更严格的规定,以减少耐药基因的传播,控制动物群体中 3GC 耐药肠杆菌科细菌的传播。产 ESBL、粘菌素耐药和生物膜形成三者共存,给动物感染的治疗带来巨大挑战,可能导致治疗失败、感染反复等问题。该研究为深入了解阿尔及利亚动物及环境中耐药菌的情况提供了重要依据,对全球防控抗生素耐药性传播具有重要的参考价值,有助于制定更有效的防控策略,保障人和动物的健康。