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奶牛肺炎源产ESBL肺炎克雷伯菌的流行病学、遗传特征及耐药谱解析:跨物种传播与防控启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月18日 来源:Microbial Pathogenesis 3.3
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本研究聚焦中国河北地区奶牛肺炎病例中产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)的流行现状,通过全基因组测序(WGS)和表型分析揭示了ST43等高危克隆株在人类-动物-环境中的传播风险。研究发现81%菌株产ESBL且携带blaCTX-M、blaSHV等耐药基因,IncFII(K)型质粒介导多重耐药,小鼠模型证实高毒力菌株与耐药性正相关。该成果为制定"One Health"策略防控耐药菌跨物种传播提供关键数据。
在抗生素滥用与耐药菌全球蔓延的背景下,肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)已从普通病原体演变为兼具多重耐药性和高毒力的"超级细菌"。更令人担忧的是,这种微生物通过环境-动物-人类的闭环传播链,使耐药基因在不同生态位间自由流动。2025年最新研究显示,产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)的肺炎克雷伯菌在发展中国家畜牧业中的流行率激增,但关于其在奶牛呼吸道感染中的传播机制仍存在认知空白。
河北农业大学兽医学院联合中国农业科学院北京畜牧兽医研究所的研究团队,在《Microbial Pathogenesis》发表了一项突破性研究。通过对河北5个地区316例奶牛肺炎病例的系统分析,首次揭示了产ESBL肺炎克雷伯菌在奶牛呼吸道中的流行规律及其跨物种传播风险。研究人员采用全基因组测序(WGS)结合表型实验,对分离菌株进行耐药基因定位、毒力评估和进化溯源,并通过小鼠感染模型验证关键发现。
研究团队运用Vitek 2 compact药敏分析、微量肉汤稀释法检测耐药谱,PCR筛查blaSHV、blaCTX-M等β-内酰胺酶基因,通过高粘性表型检测、胞外多糖定量和生物被膜形成实验评估毒力特征,并借助全基因组测序解析质粒传播机制。
主要研究发现:
流行病学特征:从11.7%(37/316)的肺炎奶牛中分离到肺炎克雷伯菌,其中81%(30/37)产ESBL,主要流行ST43型(高毒力株)和ST37型。
耐药机制:菌株对β-内酰胺类和氨基糖苷类抗生素耐药率最高,携带blaCTX-M、blaSHV和aph(3'')-Ib等耐药基因,IncFII(K)型多复制子质粒可同时携带多个耐药基因。
跨物种传播证据:系统发育分析显示奶牛分离株与人类、环境源菌株具有高度基因组相似性。
毒力-耐药关联:小鼠实验证实携带rmpA(调控黏液表型)且产ESBL的菌株致死率显著升高。
讨论与启示:
该研究首次系统证实中国奶牛场存在产ESBL肺炎克雷伯菌的流行,其ST43型菌株与人类临床分离株的基因组相似性暗示着活跃的跨物种传播。IncFII(K)型质粒作为耐药基因"特洛伊木马",通过水平转移加速耐药性扩散。临床数据表明,基于药敏结果的联合用药可提高治愈率,这为优化奶牛肺炎治疗方案提供依据。
这项研究的意义不仅在于揭示畜牧业中耐药菌的传播隐患,更凸显了"One Health"理念在公共卫生实践中的紧迫性。研究者建议建立覆盖人类-动物-环境的ESBL监测网络,这对遏制全球抗生素耐药危机具有重要战略价值。
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