编辑推荐:
为应对零售肉类沙门氏菌污染及耐药性风险,研究人员对上海 560 份零售肉类沙门氏菌进行调查。发现 36.8% 样本检出沙门氏菌,73.3% 为多重耐药(MDR),且首次在汤普森沙门氏菌中发现携带 blaNDM-9的 IncHI2 质粒,提示需加强食品链耐药菌监测,为 “同一健康” 框架下耐药防控提供依据。
在全球范围内,沙门氏菌(Salmonella)作为一种常见的食源性致病菌,正持续对公众健康构成严重威胁。据统计,它每年导致全球约 1.8 亿例腹泻病例和超过 29.8 万例死亡。在我国,沙门氏菌引发的食源性疾病暴发占所有细菌性食源性疾病的 70%-80%,而零售肉类产品作为沙门氏菌从动物向人类传播的主要载体,其污染问题尤为突出。随着抗菌药物在畜牧业中的广泛使用,多重耐药(Multidrug Resistance, MDR)沙门氏菌不断涌现,其中对头孢曲松、环丙沙星等关键治疗药物的耐药性,以及能水解几乎所有 β- 内酰胺类抗菌药物的新德里金属 β- 内酰胺酶(New Delhi Metallo-β-lactamase, NDM)的出现,让沙门氏菌感染的治疗面临巨大挑战。此前,blaNDM-9基因在沙门氏菌中通过质粒携带的情况尚未见报道,而上海地区零售肉类中沙门氏菌污染及耐药性的系统监测数据也较为缺乏,这些问题促使了本项研究的开展。
国内研究机构的研究人员针对上述问题开展了专项研究,相关成果发表在《Journal of Future Foods》。研究发现上海零售肉类中沙门氏菌污染率达 36.8%,且多重耐药现象严重,更首次发现携带 blaNDM-9的 IncHI2/IncHI2A 质粒在沙门氏菌中存在,这为食品链中耐药菌的监测和防控提供了重要科学依据,凸显了在 “同一健康” 框架下加强监测的紧迫性。
该研究的主要关键技术方法包括:对 2020 年 12 月至 2023 年 1 月从上海超市和零售市场采集的 560 份零售肉类样本(涵盖鸡肉、猪肉、鸭肉等),采用改良的 ISO 6579-1:2017 protocol 进行沙门氏菌分离;通过 PCR 鉴定 invA 基因确认沙门氏菌,并依据 Kauffmann-White scheme 进行血清型分型;按照 CLSI 2023 指南采用药敏试验检测菌株对抗菌药物的敏感性;对耐美罗培南菌株进行全基因组测序,结合生物信息学工具分析质粒、耐药基因等特征;通过接合实验评估质粒转移能力,开展转接合子稳定性实验,同时利用 kSNP4.1 和 iTOL v6 构建系统发育树进行遗传关系分析。
3.1 沙门氏菌分离株的流行特征
研究人员对 560 份零售肉类样本进行检测,共分离得到 206 株沙门氏菌,总阳性率为 36.8%。其中猪肉的阳性率最高,达 44.6%(58/130),其次是鸡肉 44.3%(102/230),鸭肉为 31.3%(40/128),其他肉类阳性率最低,为 8.3%(6/72)。在这些分离株中,共鉴定出 17 种血清型,以肠炎沙门氏菌(Salmonella Enteritidis,n=42)和鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella Typhimurium,n=35)最为常见,且这两种血清型均与人类感染密切相关。不同肉类中沙门氏菌血清型分布存在差异,如鸡肉中肠炎沙门氏菌最常见,猪肉中鼠伤寒沙门氏菌为主,鸭肉中肠炎沙门氏菌同样占比最高。
3.2 沙门氏菌分离株的抗菌药物敏感性模式
药敏试验结果显示,206 株沙门氏菌中 94.2%(194/206)对至少一种抗菌药物耐药,73.3%(151/206)为多重耐药菌株。菌株对萘啶酸的耐药率最高,达 73.8%(152/206),其次是氨苄西林(63.6%,131/206)和磺胺异噁唑(59.2%,122/206)。值得注意的是,肯塔基沙门氏菌(Salmonella Kentucky)分离株均为多重耐药,且均对头孢曲松和环丙沙星同时耐药。此外,印第安纳沙门氏菌(Salmonella Indiana)、里森沙门氏菌(Salmonella Rissen)等多个血清型的分离株也普遍表现为多重耐药,其中肯塔基沙门氏菌对所测多数抗菌药物耐药率极高。
3.3 耐美罗培南沙门氏菌分离株的基因组特征
从鸡肉样本中分离到的耐美罗培南菌株 SJTUF15758 被鉴定为汤普森沙门氏菌(Salmonella Thompson)ST26,携带 blaNDM-9基因。全基因组测序显示其含有一个 4,741,909 bp 的环状染色体和一个 250,469 bp 的 IncHI2/IncHI2A 质粒 pSJTUF15758。该菌株共携带 16 个耐药基因,除 1 个位于染色体外,其余 15 个(包括 blaNDM-9)均位于上述质粒。比较分析发现,blaNDM-9基因位于新型复合转座子 Tn7052中,该转座子结构为 IS26-blaNDM-9-ISCR1-sul1-qacE-aadA2-dfrA12-intI1-IS26-fosA3-IS26,且该质粒与其他肠杆菌科细菌中的 blaNDM-9阳性 IncHI2 质粒高度相似。
3.4 汤普森沙门氏菌分离株与 IncHI2 质粒的系统发育关系
系统发育树分析显示,本研究中的汤普森沙门氏菌 SJTUF15758 与 2019 年中国鸡肉中分离的 SAL03607 菌株遗传关系较近,但后者不携带含 blaNDM-9和 fosA3 基因的质粒。在 blaNDM-9阳性 IncHI2 质粒的系统发育分析中,本研究的 pSJTUF15758 质粒与来自产气克雷伯菌(Klebsiella aerogenes)的 pHNHF1_NDM-9 质粒亲缘关系密切,仅存在 14 个核心 SNP 差异,且二者携带相似的耐药基因。
3.5 质粒的转移能力评估
接合实验表明,携带 blaNDM-9的质粒 pSJTUF15758 可成功转移至受体菌大肠杆菌(E. coli)J53,接合频率为(3.76±0.73)×10-5 个 / 供体菌。对该质粒的分析发现其具备完整的接合系统,包括转移起点区、松弛酶基因、IV 型分泌系统基因簇和 IV 型偶联蛋白基因,这些为质粒的水平转移提供了基础。
3.6 转接合子质粒稳定性评估
在无抗生素选择压力的条件下,对转接合子进行 14 天连续传代培养,通过 PCR 检测发现 blaNDM-9基因在所有检测时间点均稳定存在,未观察到质粒丢失现象,表明该携带 blaNDM-9的质粒在转接合子中具有高度稳定性。
本研究结论与讨论部分强调,上海零售肉类中沙门氏菌污染率达 36.8%,与国内部分地区研究结果相近,但高于欧美国家,这可能与各国在肉类生产中的干预措施差异有关。肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌作为主要血清型,在全球范围内均与人类感染密切相关,其在本研究中的高检出率对消费者构成较大风险。多重耐药菌株占比高达 73.3%,尤其是肯塔基沙门氏菌对多种关键抗菌药物的耐药性及共耐药现象,凸显了耐药菌传播的严重性。
首次在沙门氏菌中发现携带 blaNDM-9的 IncHI2/IncHI2A 质粒 pSJTUF15758,且该质粒可通过接合转移,与产气克雷伯菌中的同源质粒亲缘关系密切,提示存在跨物种传播风险。新型转座子 Tn7052在 blaNDM-9的传播中可能发挥重要作用,而质粒在无选择压力下的高稳定性则加剧了耐药基因持续传播的担忧。这些发现强调了加强食品链中多重耐药沙门氏菌监测的迫切性,同时也为 “同一健康” 框架下防控碳青霉烯类耐药基因的传播提供了关键科学依据,对制定针对性的风险管控策略、保障食品安全和公众健康具有重要意义。