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为探究新疆动物源食物链中沙门氏菌污染情况,研究人员对鼠伤寒沙门氏菌开展表型及基因组研究。发现其检出率 8.26%,多药耐药(MDR)率 82.46%,62.28% 具多细胞行为(RDAR 形态型),96.49% 可形成生物膜。揭示流行特征与遗传多样性,为防控提供依据。
在食品安全与公共卫生领域,沙门氏菌(Salmonella)一直是备受关注的全球性食源性病原体。其中,鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella Typhimurium)不仅能感染畜禽引发疾病,还可通过污染食品导致人类感染甚至死亡。随着抗生素在畜牧养殖业中的广泛使用,该菌的耐药性问题日益突出,尤其是多药耐药(MDR)菌株的传播,给防控工作带来巨大挑战。此外,鼠伤寒沙门氏菌的多细胞行为(如生物膜形成)使其在恶劣环境中存活能力增强,进一步加剧了食品链中的污染风险。然而,新疆作为我国重要的畜牧业和动物源食品生产基地,针对该区域动物源食物链中鼠伤寒沙门氏菌的多细胞行为、耐药特征及基因组多样性的研究却较为匮乏。为填补这一研究空白,新疆相关研究机构的研究人员开展了系统性研究,相关成果发表在《Food Research International》,为该区域食源性病原体的精准防控提供了关键科学依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:
- 样本采集与菌株分离:2016-2024 年从新疆农场、屠宰场、市场采集 5075 份样本(包括禽类 1370 份、反刍动物 3705 份),分离鉴定沙门氏菌及鼠伤寒沙门氏菌。
- 表型分析:通过抗生素药敏试验检测耐药表型,刚果红平板法分析多细胞行为(RDAR 形态型),生物膜形成试验评估生物膜形成能力。
- 全基因组测序(WGS):对 40 株代表性菌株进行测序,分析序列类型(ST)、耐药基因、质粒类型及泛基因组特征。
研究结果
沙门氏菌污染 prevalence
在 5075 份样本中,沙门氏菌总检出率为 8.26%(419/5075),其中鼠伤寒沙门氏菌占 27.21%(114/419)。不同动物源中,绵羊 / 山羊的沙门氏菌检出率最高(9.53%),牛最低(7.22%)。
表型特征分析
- 抗生素耐药性:82.46%(94/114)的鼠伤寒沙门氏菌菌株表现为多药耐药(MDR),对阿莫西林 / 克拉维酸、氨苄西林、四环素的耐药率较高。
- 多细胞行为与生物膜形成:62.28%(71/114)菌株呈现 RDAR 形态型(多细胞行为特征),96.49%(110/114)具有生物膜形成能力,其中 18.18%(20/110)表现出强生物膜形成能力。研究发现,具有多细胞行为的菌株生物膜形成能力更强,且生物膜能力与抗生素耐药表型呈正相关。
基因组特征
- 序列类型(ST)分布:全基因组测序鉴定出 4 种 ST 类型(ST19、ST34、ST99、ST128),其中 ST34 最为常见。宿主偏好性显著:ST34 仅来源于牛和羊,而 ST19、ST99、ST128 分离自鹅和鸽子。
- 耐药基因与质粒:携带耐药基因的菌株表现出更强的耐药表型,ST99 和 ST128 未检测到耐药基因。牛、羊源菌株中鉴定出质粒 R64、R478 和 pKPC_CAV1321,鹅、鸽子源菌株预测存在 pSLT-BT 和 pSPCV 质粒。
- 遗传多样性:泛基因组分析和系统发育重建显示,不同 ST 类型存在明显遗传聚类,ST19 与 ST128 进化关系更近。
结论与讨论
本研究系统揭示了新疆动物源食物链中鼠伤寒沙门氏菌的污染现状、表型特征及基因组多样性。高比例的多药耐药菌株与生物膜形成能力,提示该菌在食品链中具有较强的传播潜力和防控难度。不同 ST 类型的宿主特异性及质粒分布差异,为追溯污染源和制定精准防控策略提供了分子依据。例如,针对牛、羊源的 ST34 菌株,需重点关注其携带的耐药性质粒传播风险;而禽类来源的 ST19 等类型则需加强屠宰加工环节的生物膜污染控制。此外,研究发现多细胞行为与耐药性的关联,进一步强调了在食品加工中针对生物膜形成的干预措施的重要性。
该研究不仅填补了新疆地区鼠伤寒沙门氏菌研究的空白,还为构建 “从农场到餐桌” 的全链条防控体系提供了关键数据支撑。通过整合表型监测与基因组流行病学分析,可有效提升食源性病原体的预警和控制能力,对于保障公众健康和促进畜牧业可持续发展具有重要意义。未来研究可进一步扩大样本覆盖范围,深入解析耐药基因传播机制及生物膜调控通路,为开发新型抗菌策略提供靶点。