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水生环境中被忽视的肠杆菌目细菌:抗生素耐药性的潜在宿主及其生态健康意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究聚焦水生环境中常被忽视的肠杆菌目细菌(Enterobacterales),揭示了克罗诺杆菌(Cronobacter sakazakii)、克吕沃菌(Kluyvera intermedia)等6种罕见菌种的多重耐药性(MDR)和生物膜形成能力。通过ERIC-PCR指纹图谱和ARGs检测,发现blaTEM-1、blaCTX-M等β-内酰胺酶基因广泛存在,且基因组可塑性与耐药性呈负相关。该研究为环境耐药菌监测提供了新视角,发表于《Scientific Reports》。
抗生素耐药性(AMR)已成为全球公共卫生的重大威胁,而水生环境作为耐药基因(ARGs)的“储藏库”长期被低估。传统监测多集中于大肠杆菌等常见肠杆菌目,却忽视了克罗诺杆菌、克吕沃菌等罕见菌种的潜在风险。这些“低调”的病原体不仅可能引发机会性感染,更可能通过水平基因转移传播耐药性,加剧医疗负担。
为解决这一问题,罗马尼亚巴比什-波雅依大学(Babes-Bolyai University)分子生物学与生物技术系的研究团队对14株来自地表水、地下水和废水的罕见肠杆菌目菌株展开系统研究。通过表型耐药分析、ARGs筛查和生物膜实验,结合ERIC-PCR基因组指纹技术,首次揭示了这些环境菌株的耐药谱系与基因组特征之间的关联。研究成果发表于《Scientific Reports》,为环境耐药性监测提供了新的靶点。
研究采用四项关键技术:1)Kirby-Bauer法检测对10种抗生素的敏感性;2)PCR筛查24种ARGs(包括blaTEM-1、blaCTX-M等)及I类整合子intI1基因;3)结晶紫染色法定量生物膜形成能力;4)ERIC-PCR指纹图谱分析基因组多样性。
抗生素敏感性
所有菌株均对厄他培南敏感,但73%对氨苄西林耐药,57%对四环素耐药。10株(71%)表现为MDR,其中拉乌尔菌(Raoultella ornithinolytica)EWWI-42同时耐受7种抗生素。值得注意的是,一株菌对亚胺培南呈现中介耐药,暗示碳青霉烯类抗生素的选择压力正在形成。
ARGs分布特征
blaTEM-1(检出率50%)和blaCTX-M(21%)是最常见的β-内酰胺酶基因。克罗诺杆菌EWWI-65同时携带tetA/B/C和sul1/2基因,呈现“基因盒”式耐药特征。仅一株勒克菌(Leclercia adecarboxylata)携带intI1整合子,表明水平基因转移在此类菌株中并非主要耐药机制。
生物膜与基因组特征
50%菌株具有弱生物膜形成能力,但未发现强生物膜生产者。ERIC-PCR显示菌株间基因组差异显著(6-12条条带),且条带数量与耐药性呈显著负相关(r=-0.784)。例如,含12条带的拉乌尔菌(Raoultella terrigena)ESWU-88仅对两种抗生素耐药,而仅含6条带的克罗诺杆菌EWWI-65却耐受6种药物。
该研究证实,水生环境中的非常见肠杆菌目细菌是ARGs的重要载体,其基因组可塑性可能通过“适应性权衡”影响耐药表型。这一发现挑战了传统认知——通常认为基因组复杂度会促进耐药性进化,而本研究却揭示高ER
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