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为解决动物源大肠杆菌中可转移的替加环素（TGC）和依拉环素（ERV）耐药机制不明的问题，研究人员开展了对伊朗牛粪便样本中含 tet (X4) 的大肠杆菌的研究。结果发现 5 株耐药菌，其携带多种耐药基因且 tet (X4) 可转移且稳定，对公共卫生有重大意义。
在现代医疗领域，抗生素是对抗细菌感染的有力武器，但耐药菌的出现却逐渐打破了这种平衡。替加环素（TGC）和依拉环素（ERV）作为第三代四环素类抗生素，是治疗由多重耐药革兰氏阴性菌引起的复杂感染的最后一道防线 ，特别是对碳青霉烯类和粘菌素耐药的肠杆菌科细菌感染。然而，近年来，耐药菌的出现使得这两种重要药物的疗效受到了挑战。
在动物和人类来源的肠杆菌科细菌中，质粒介导的 TGC 耐药基因 tet (X) 的出现，对公共卫生构成了重大威胁。此前，在伊朗，虽然已发现染色体机制导致的 TGC 耐药，但可转移的耐药机制尚未见报道。鉴于 tet (X4) 在全球不同环境中的传播，开展对动物肠道细菌中 TGC 耐药大肠杆菌的研究迫在眉睫。
来自伊朗大不里士大学（University of Tabriz）和意大利 IRCCS 圣拉斐尔科学研究所（IRCCS San Raffaele Scientific Institute）等机构的研究人员，针对这一问题展开了深入研究。他们从伊朗的牛粪便样本中筛选并鉴定出含 tet (X4) 的大肠杆菌，对其进行了全面的特征分析。研究结果发表在《Scientific Reports》上，为我们揭示了这类耐药菌的潜在危害和传播风险。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，从牛粪便样本（395 份）中分离细菌，通过在含替加环素的选择性培养基中培养，筛选出耐药菌株；其次，采用聚合酶链反应（PCR）检测 tet (X) 基因；然后，运用肠杆菌重复基因间共有序列 - PCR（ERIC-PCR）分析菌株的遗传相关性；最后，对部分菌株进行全基因组测序（WGS），并通过接合试验评估 tet (X4) 的可转移性，通过连续传代评估其稳定性。
细菌分离和 tet (X) 基因检测
研究人员从 5 个地理位置不同的养牛场收集了 395 份小牛粪便样本，经过在含替加环素的培养基中筛选，最终获得了 5 株对替加环素和依拉环素耐药的大肠杆菌菌株（M55、R37、B52、R34 和 S91） 。经 PCR 检测，这 5 株菌均携带 tet (X) 基因。其中 4 株菌的 ERIC - PCR 条带模式和抗菌药物敏感性谱相似，而 M55 菌株与之不同。因此，研究人员选取了 R37、B52 和 M55 这 3 株菌进行全基因组测序。
细菌基因分型和抗菌药物敏感性测试
全基因组测序分析显示，这些耐药菌株分别属于序列类型 ST224（R37 和 B52）和 ST10（M55） ，且都携带 tet (X4) 变异体。表型抗菌药物敏感性测试表明，不同菌株呈现出不同的耐药模式。R37 组（包括 R37、B52、R34 和 S91）对氨基糖苷类、氟喹诺酮类、酚类、头孢菌素类、磺胺类 / 甲氧苄啶以及所有测试的四环素类药物均耐药；M55 菌株则对阿莫西林、卡那霉素、氯霉素、磺胺甲恶唑 - 甲氧苄啶和四环素耐药，对喹诺酮类药物敏感性降低。所有携带 tet (X4) 的菌株对阿米卡星、亚胺培南、呋喃妥因和粘菌素仍保持敏感。
基于 WGS 的毒力基因和质粒复制子特征分析
R37 和 B52 菌株含有多种编码黏附素、溶血素、肠毒素等的毒力基因 ，M55 菌株也携带类似的毒力基因。通过 PlasmidFinder 分析发现，R37 和 B52 菌株含有 IncX1 和 p0111 型质粒，M55 菌株含有 IncX1、IncQ1、IncI1 - I (α) 和 IncFII/IncFIA/IncFIB 等多种质粒复制子类型。研究还发现，tet (X4) 携带元件与参考质粒 pF45S 具有高度相似性，提示 tet (X4) 基因可能通过 IncX1 质粒传播。
tet(X4) 的可传播性和稳定性
通过接合试验，研究人员发现 tet (X4) 携带元件能够从供体菌株（R37 和 M55）转移到受体菌株 ，且接合频率分别约为 1.0×10-9（M55）和 5.6×10-10（R37）。所有携带 tet (X4) 的转接合子对替加环素和依拉环素的 MIC 值均升高。在稳定性试验中，所有 tet (X4) 阳性菌株在无抗生素培养基中连续传代 10 次后，仍能保持较高的 tet (X4) 携带率，其中 M55 菌株及其转接合子的稳定性最高，质粒保留率超过 96%。
研究结论表明，该研究首次在伊朗动物源大肠杆菌中发现了可转移的高水平替加环素 / 依拉环素耐药基因 tet (X4) 。这些耐药菌株携带多种耐药基因，对公共卫生和食品安全构成了重大威胁。尽管目前伊朗尚未报告人类感染 tet (X4) 阳性细菌的病例，但动物源的这些菌株有可能传播到临床环境，或者将携带 MDR - tet (X4) 的质粒传播给人类病原体，从而导致未来人类感染难以治疗。
在讨论部分，研究人员指出，tet (X4) 的传播对人类和动物健康构成了严重威胁 。虽然目前其在人类中的总体流行率较低，但呈上升趋势。tet (X4) 可通过多种类型的质粒进行水平传播，其中 IncX1 质粒在其传播中起着关键作用。此外，tet (X4) 常与其他耐药基因共存，这表明其他抗菌药物的使用可能会共同选择出替加环素耐药菌株。研究还发现，兽医实践中广泛使用的老一代四环素类或酚类药物，可能会促进动物肠道微生物群中替加环素耐药决定因素的积累，进而传播给人类。
综上所述，该研究揭示了伊朗动物源大肠杆菌中 tet (X4) 的出现及其特征，强调了加强对携带 tet (X4) 病原体监测的紧迫性。这对于遏制泛四环素耐药的多重耐药菌株在环境、农业和人类领域的传播，保障公共卫生和食品安全具有重要意义。
