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为应对抗菌药物耐药性(AMR)威胁,研究人员基于 “同一健康” 理念,对加纳大阿克拉地区人、动物及环境中大肠杆菌的 AMR 流行情况、基因特征等展开研究。发现多重耐药(MDR)超广谱 β- 内酰胺酶大肠杆菌(ESBL-EC)广泛存在,为 AMR 防控提供基线数据。
论文解读
在全球健康危机中,抗菌药物耐药性(AMR)如同无形的 “杀手”,正通过人、动物与环境的紧密互联不断扩散。据估计,2019 年全球约 127 万人死于耐药菌感染,若不加以遏制,2050 年这一数字可能飙升至 1000 万。尤其在低收入和中等收入国家(LMICs),关于超广谱 β- 内酰胺酶大肠杆菌(ESBL-EC)在人、动物及环境中的基因组数据极度匮乏,而加纳作为西非重要国家,其大阿克拉地区人口密集、农牧业与城市环境交织,成为 AMR 传播的潜在 “温床”。
为填补这一研究空白,来自加纳大学(University of Ghana)等机构的研究人员,以 “同一健康”(One Health)理念为指导,开展了一项跨物种、跨环境的综合性研究。该研究旨在明确大肠杆菌的耐药模式,解析 ESBL-EC 的耐药基因、序列类型(STs)及质粒复制子类型,为构建 AMR 监测网络提供关键基线数据。研究成果发表于《One Health Outlook》,为全球 AMR 防控提供了来自非洲地区的重要视角。
研究方法
研究采用横断面调查设计,于 2022 年 1 月至 2023 年 4 月期间,从大阿克拉地区的健康人群(400 份粪便样本)、牛(200 份肛门拭子)、猪(100 份肛门拭子)、牛肉(100 份)、土壤(400 份)等 7 类样本中,随机采集 1500 份标本。通过常规培养分离大肠杆菌,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)进行菌种确认。采用 Kirby-Bauer 纸片扩散法对 13 种抗菌药物进行药敏试验,结合组合纸片法筛选 ESBL-EC。对阳性菌株进行全基因组测序(WGS),并通过生物信息学分析耐药基因、STs 及质粒复制子类型。
研究结果
大肠杆菌与 ESBL-EC 流行特征
- 总体大肠杆菌分离率为 9.3%(140/1500),其中人类(17.5%)、牛(20%)、猪(20%)为主要来源,生菜、大葱、猪肉中未检出。
- ESBL-EC 占大肠杆菌分离株的 21.4%(30/140),在人类(20%)、牛(22.5%)、猪(15%)、牛肉(50%)、土壤(37.5%)中均有分布,提示跨物种传播风险。
耐药模式与多重耐药特征
- ESBL-EC 对氨苄西林(100%)、头孢呋辛(100%)、环丙沙星(53.6%)、四环素(58.2%)高度耐药,但对美罗培南全部敏感。
- 多重耐药(MDR)菌株占比 35.7%(50/140),其中牛源菌株 MDR 率最高(55%),主要表现为对 β- 内酰胺类、四环素类和磺胺类药物的联合耐药。
耐药基因与分子特征
- 检测到 16 种耐药基因,最常见为 blaTEM-1B(32%)、tetA(48%)、sul2(36%)。值得警惕的是,土壤分离株中发现 blaCTX-M-15 基因(超广谱 β- 内酰胺酶基因)与喹诺酮耐药基因 qnrS1 的共存,提示环境中耐药基因的横向传播风险。
- 质粒复制子以 IncFIB(Apoo1918,40%)和 IncFII(pCoo,36%)为主,这类 “流行质粒” 常携带多重耐药基因,促进耐药性在不同宿主间扩散。
- 序列类型(STs)呈现多样性,ST10、ST206、ST9312、ST4151 为主要克隆,其中 ST10 和 ST206 在人和动物中均有检出,印证了 “同一健康” 视角下的跨宿主传播路径。
研究结论与意义
本研究通过 “同一健康” 框架,首次系统揭示了加纳大阿克拉地区人 - 动物 - 环境中 ESBL-EC 的分子特征及传播网络。关键发现包括:
- 耐药菌的广泛分布:MDR ESBL-EC 在健康人群、食品动物及土壤中普遍存在,且携带多种耐药基因和流行质粒,提示日常接触与环境暴露可能成为 AMR 传播的重要途径。
- 环境耐药基因的公共卫生风险:土壤中 blaCTX-M-15 阳性菌株的检出,表明农业环境可能通过食物链或直接接触,成为耐药性向人类传播的 “储存库”。
- “同一健康” 防控的必要性:研究结果强调需打破学科与部门壁垒,加强抗菌药物使用监管、环境卫生管理及跨部门监测合作,以遏制 AMR 的跨系统扩散。
该研究不仅为加纳乃至非洲地区的 AMR 监测提供了关键数据,也为全球 “同一健康” 策略的实施提供了实证支持。未来需进一步追踪耐药克隆的长期演变,评估环境干预措施对 AMR 传播的影响,为制定精准防控政策奠定基础。