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为解决传统 AMR 监测耗时、敏感性低等问题，研究人员以斯里兰卡奶牛场为对象，利用 ONT 快速全基因组测序结合 Galaxy 和 KNIME 分析，鉴定出携带 blaNDM 等耐药基因的多重耐药阴沟肠杆菌复合群，证实该技术在资源有限 LMICs 中 AMR 监测的可行性。
在全球范围内，抗菌药物耐药性（AMR）正成为威胁公共卫生的重大挑战，尤其在低收入和中等收入国家（LMICs），其造成的负担更为沉重。动物生产设施中耐药菌通过食物链和环境传播，加剧了 AMR 的扩散，而传统基于培养的监测方法耗时、敏感性低，无法全面捕捉 AMR 的多样性及传播趋势。在此背景下，快速、高效的全基因组测序（WGS）技术成为突破传统监测瓶颈的关键。
斯里兰卡作为热带南亚 LMICs，其乳制品行业是该国第二大畜牧生产部门，抗生素使用量大，但缺乏针对兽医领域的 AMR 主动监测项目。为填补这一空白，斯里兰卡佩拉德尼亚大学（University of Peradeniya）的研究人员开展了一项基于牛津纳米孔技术（ONT）的 AMR 监测研究，相关成果发表在《BMC Veterinary Research》。
研究主要采用以下关键技术方法：
- 样本采集与初步筛选：从斯里兰卡中央省康提区 5 个兽医辖区的 15 个奶牛场采集粪便样本，通过 96 孔板筛选法结合阿莫西林耐药性检测，初步鉴定出 4 株高最低抑菌浓度（MIC≥100 μg/mL）的分离株。
- ONT 全基因组测序与数据分析：利用 MinION 平台进行测序，结合 Galaxy 和 KNIME 开源软件，完成基因组组装、注释及耐药基因组分析，检测耐药基因、毒力因子及移动遗传元件（MGEs）。
研究结果
1. 耐药菌鉴定与表型分析
通过 WGS 鉴定出 4 株高阿莫西林 MIC 的分离株为阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）和霍氏肠杆菌（E. hormaechei）。表型分析显示，所有分离株均表现为多重耐药（MDR），对氯霉素、庆大霉素、四环素等多种抗生素耐药，其中一株对四环素耐药，其余三株对庆大霉素和复方新诺明耐药。
2. 基因组特征与耐药基因分布
- 染色体与质粒结构：染色体大小为 4.8–4.9 Mb，携带 blaCMH-1、blaACT-25、fosA7、ramA 等耐药基因。质粒包括 IncFIB、IncFII 和 IncX3 型，携带 AAC (3)-IIe、AAC (6’)-Ib-cr、blaCTX-M-15、blaNDM、sul2 等多重耐药基因，其中 IncX3 质粒携带 blaNDM-4和博来霉素耐药基因。
- 移动遗传元件：检测到 11 种插入序列（IS）家族，包括新型 IS 元件，Tn3 型转座子在质粒和染色体中广泛存在，提示耐药基因通过水平转移扩散。
3. 毒力基因与 CRISPR 系统
所有分离株染色体均携带毒力基因 ompA，部分菌株携带 entB 等毒力因子。CRISPR 阵列存在于染色体和质粒，但无相关 Cas 基因，表明其功能可能受限。
4. 系统发育与耐药机制
基于 16S rRNA 的系统发育分析确认菌株分类，blaNDM等碳青霉烯耐药基因的发现提示潜在传播风险。喹诺酮耐药与 QnrB17 质粒介导的耐药相关，氨基糖苷类耐药由 AAC 和 APH 家族基因介导。
结论与讨论
本研究首次在斯里兰卡建立了针对 AMR 监测的内部全基因组分析流程，证实 ONT WGS 结合开源工具在资源有限 LMICs 中的可行性。研究发现的携带 blaNDM等高危耐药基因的多重耐药阴沟肠杆菌复合群，凸显了奶牛场作为 AMR 传播热点的风险，强调需在 “同一健康”（One Health）框架下加强动物生产设施的 AMR 管控。移动遗传元件的广泛存在揭示了耐药基因快速扩散的机制，为追踪 AMR 传播提供了分子证据。尽管面临试剂获取、冷链运输等挑战，该技术为 LMICs 提供了低成本、高通量的 AMR 监测方案，对全球 AMR 防控具有重要借鉴意义。
