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尼日利亚阿贝奥库塔地区禽类养殖场中大肠杆菌的耐药性与毒力基因特征:基于"同一健康"视角的研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:BMC Microbiology 4
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本研究针对尼日利亚禽类产业链中耐抗生素大肠杆菌(ExPEC)的传播风险,通过表型药敏试验、PCR毒力基因筛查及全基因组测序(WGS)技术,系统分析了71株来自健康禽类、从业人员及环境的分离株。结果显示70.4%菌株呈多重耐药(MDR),66.2%对氟喹诺酮类耐药,鉴定出30种耐药基因和20种质粒复制子,首次揭示了健康禽类携带人畜共患毒力基因(iucD/kpsMII等)的潜在风险,为西非地区"同一健康"策略实施提供了重要分子流行病学依据。
抗生素耐药性(AMR)已成为全球公共卫生的重大威胁,2019年全球约495万人死于AMR相关感染。在尼日利亚的禽类养殖体系中,抗生素滥用现象尤为严重——50%养殖户承认使用环丙沙星,43%使用土霉素,且90%操作人员缺乏基本防护装备。更令人担忧的是,禽源性大肠杆菌可能通过毒力基因(iucD/papC等)获得跨物种传播能力,但西非地区相关研究长期空白。
尼日利亚农业大学生物科学学院微生物系的研究团队采用"同一健康"研究框架,对阿贝奥库塔地区30个养殖场的283份样本(禽类泄殖腔、从业人员尿液、环境样本)展开系统研究。通过表型药敏试验、ExPEC预测基因PCR筛查及14株代表性菌株的全基因组测序,首次绘制了该地区禽源大肠杆菌的耐药-毒力基因谱系图谱。论文发表于《BMC Microbiology》,为发展中国家AMR防控提供了重要基线数据。
关键技术方法包括:1) 采集30个养殖场的禽类、人员及环境样本(n=283);2) 采用CLSI标准进行14类抗生素药敏试验;3) 通过PCR检测5种ExPEC标志基因(iucD/papC/afa/sfa/kpsMII);4) 对筛选出的14株MDR菌株进行Illumina全基因组测序(40×覆盖度);5) 使用CGE平台进行耐药基因、毒力因子、MLST分型等生物信息学分析。
抗菌药物敏感性测试结果
70.4%分离株呈现MDR表型,对氟喹诺酮类(66.2%)、四环素(57.7%)和链霉素(69%)耐药率最高。值得注意的是,3株人源分离株均呈MDR,且携带与禽源菌株相似的耐药谱。尽管未检出ESBL/AmpC生产者,但WGS揭示了blaTEM-1B和blaCARB-2等β-内酰胺酶基因的存在。
潜在ExPEC菌株特征
38%分离株携带≥1种ExPEC毒力基因,其中iucD(25.4%)最为流行。携带毒力基因的菌株对萘啶酸(P<0.05)、复方新诺明和四环素的耐药率显著高于非ExPEC菌株,暗示毒力与耐药可能存在协同进化。
全基因组测序发现
30种耐药基因被鉴定,包括介导四环素耐药的tet(A)(71.4%)和氟喹诺酮耐药的gyrAS83L(57.1%)。质粒分析显示IncFIB(AP001918)为优势复制子,可能促进耐药基因的水平转移。系统发育分析发现12种ST型别,ST155在人和禽源菌株中均有检出,提示潜在传播链。
毒力基因谱
所有测序菌株均携带hlyE(溶血素)和csgA(卷曲菌毛)等核心毒力因子。值得注意的是,禽源菌株检出iss(血清抗性)和ompT(外膜蛋白酶)等APEC特征基因,而人源菌株独有cea(定植因子)基因,反映宿主适应性差异。
该研究首次证实尼日利亚健康禽类携带人畜共患毒力基因的MDR大肠杆菌,其中ST155型菌株的跨宿主分布暗示禽-人传播可能性。发现质粒介导的耐药基因(如qnrS1/tetA)与毒力基因共存现象,为理解AMR传播机制提供了新视角。研究结果凸显了加强禽类抗生素使用监管、推广防护装备的重要性,并为西非地区建立"同一健康"监测体系奠定了分子流行病学基础。A.T.Ajibola等学者建议未来研究应扩大样本量和地理范围,并开展质粒接合实验以验证基因水平转移风险。
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