中国七省奶牛乳腺炎源肺炎克雷伯菌的耐药性及分子流行病学研究

为解决奶牛乳腺炎中肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)的耐药性传播问题，研究人员通过全基因组测序(WGS)分析了中国七省108株菌株的分子流行病学特征，发现其携带73种耐药基因(AMR)和78种毒力基因，其中28株为产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)菌株，并证实耐药质粒可在种间水平转移。该研究为防控耐药菌沿食物链传播提供了重要依据。

　　

奶牛乳腺炎是威胁畜牧业的重要疾病，其中肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae, K. pneumoniae)作为主要病原体，不仅导致产奶量下降，更因抗生素滥用催生了多重耐药(MDR)菌株。尤其令人担忧的是，产超广谱β-内酰胺酶(Extended-Spectrum β-Lactamase, ESBL)的菌株可能通过食物链传播给人类。然而，中国奶牛源K. pneumoniae的区域流行病学特征尚不明确，特别是ESBL菌株的流行情况缺乏系统研究。

针对这一科学问题，扬州大学与江苏省农业科学院的研究团队在《BMC Microbiology》发表了一项突破性研究。研究人员从中国七省（江苏、安徽、河北、福建、广东、山西和浙江）收集763份临床乳腺炎奶样，分离出108株K. pneumoniae，采用微量肉汤稀释法检测抗生素敏感性，通过全基因组测序(WGS)解析菌株的分子特征，并利用质粒接合实验验证耐药基因的水平转移能力。

关键技术方法
研究团队通过16S rRNA基因PCR和WGS进行菌株鉴定；采用CLSI M100-S31标准进行12类抗生素的敏感性检测；通过双纸片协同试验(DDST)筛选ESBL菌株；利用Illumina HiSeq 2000和纳米孔测序完成基因组组装；使用Kaptive和ResFinder等工具分析KL型及耐药/毒力基因；通过接合实验验证质粒转移能力。

遗传多样性分析
108株菌被分为42种序列型(ST)和43种荚膜血清型(KL)，未发现优势菌株，但ST1049(11.11%)和KL5(11.11%)相对流行。系统发育树显示，部分菌株与人类临床分离株聚在同一分支，提示跨物种传播风险。

毒力基因特征

78个毒力基因中，8株携带aerobactin编码基因簇iucABCD/iutA（高毒力标志物），其中仅1株同时含有rmpA基因。菌株普遍携带菌毛合成(fimABCD)、铁摄取(iutA)和VI型分泌系统(tss-ABCDFGHIJKLM)相关基因。

耐药表型与基因型

菌株对链霉素(43.52%)、四环素(33.33%)和头孢噻呋(25.93%)耐药率较高，53株(49.07%)为MDR菌株。共检出73个AMR基因，以fosA(98.14%)、oqxA(79.63%)和sul1(31.48%)为主。

ESBL菌株特征
28株ESBL菌株携带bla_CTX-M-3、bla_TEM-1等14种β-内酰胺酶基因。代表性菌株KP83的质粒2（携带bla_TEM/bla_CTX-M-3）与人类来源ESBL质粒高度同源，接合实验证实其可转移至大肠杆菌J53（频率3.52×10^-8）。

研究结论与意义
该研究首次系统揭示了中国奶牛乳腺炎源K. pneumoniae的分子流行病学图谱：①菌株呈现高度遗传多样性，ST1049-KL5可能具有较强传播能力；②检出潜在高毒力菌株和广泛耐药基因，尤其是ESBL菌株携带与人类临床株同源的耐药质粒；③证实耐药基因可通过质粒在种间水平转移。这些发现警示需建立奶牛乳腺炎耐药菌监测体系，阻断耐药基因沿食物链传播，为"同一健康"框架下的耐药性防控提供了关键科学依据。