城市野生鸽粪便中大肠杆菌的分子特征、毒力因子及耐药性研究:公共卫生风险与防控启示

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Irish Veterinary Journal 3.1

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  本研究针对城市环境中野生鸽群携带大肠杆菌(E. coli)的公共卫生风险,系统分析了97株分离菌株的分子特征。研究人员通过多位点PCR鉴定出以D群(72.2%)为主的系统发育群,发现22.7%菌株携带stx1/stx2毒素基因,首次在欧洲鸽源E. coli中检测到tir、iha等毒力基因。耐药性分析显示16.5%菌株存在耐药,其中9.3%对碳青霉烯类抗生素亚胺培南(IMP)耐药。该研究为城市人畜共患病防控提供了重要依据。

  

在城市公园的长椅上,广场的雕塑旁,医院的花园里,野生鸽群已成为现代都市不可或缺的生态组成部分。然而这些看似无害的鸟类,其粪便中可能隐藏着威胁人类健康的"隐形杀手"——致病性大肠杆菌(Escherichia coli)。作为全球公共卫生重点监测的病原体,E. coli不仅可引起腹泻、尿路感染等疾病,其不断进化的耐药性更成为临床治疗的重大挑战。尤其令人担忧的是,城市鸽群与人类活动范围的密切重叠,为病原体传播创造了天然桥梁。

既往研究多聚焦于畜禽和医疗环境中的E. coli,对城市野生动物特别是鸽群的携带状况知之甚少。野生鸟类被认为是抗生素耐药基因的"流动储存库",但其在城市化环境中的具体作用机制尚不明确。Katarzyna Kowalczyk和Angelina Wójcik-Fatla团队发表在《Irish Veterinary Journal》的研究,首次系统揭示了波兰卢布林市野生鸽群携带E. coli的分子特征和流行病学意义。

研究人员采用多学科交叉方法开展调查。通过采集120份鸽粪样本(30个采样点混合样本)进行选择性培养,结合生化鉴定和16S rRNA基因测序确认菌种。采用Clermont分型法进行系统发育分组,通过多重PCR检测17种毒力基因(包括stx1、stx2、eaeA等)。药敏试验采用Kirby-Bauer法测试20种抗生素,并检测AcrAB-TolC外排泵基因。

菌株分布与系统发育特征

研究确认所有采样点均存在E. coli污染,平均载量达8.78×107 CFU/g。97株验证菌株中,72.2%属于与人类感染密切相关的D群,其次为A群(15.5%)。值得注意的是,B2群(通常与高毒力相关)仅占3.1%,提示鸽源菌株可能更倾向于肠道定植而非侵袭性感染。分子分型显示21.7%菌株具有"致病型"特征,63.9%呈现混合型特征,反映出环境菌株的遗传复杂性。

毒力基因谱解析

研究检测到12种毒力基因组合模式。stx1基因以88.7%的检出率居首,22.7%菌株同时携带eaeA和stx基因(符合STEC/EPEC标准)。在D群和B2群菌株中,首次发现包含katP(过氧化氢酶-过氧化物酶)、tir(转位紧密素受体)等毒力因子的复合模式。特别值得关注的是,50%携带高毒力stx2基因的菌株同时具有tir基因,这种组合在人类临床分离株中常与严重溶血性尿毒综合征相关。

耐药性现状与医院环境关联

药敏试验显示16.5%菌株存在耐药,其中2.1%为多药耐药(MDR)。耐药谱分析显示:

  • 碳青霉烯类:亚胺培南(IMP)耐药率高达9.3%

  • 四环素类:四环素(TE)7.2%、多西环素(DO)5.2%

  • 医院周边采样点菌株耐药率达58.3%

热图分析揭示医院周边分离株呈现独特的耐药簇,暗示医疗环境可能是耐药基因扩散的重要源头。所有菌株均检出AcrAB-TolC外排泵完整基因簇,这一发现解释了为何环境菌株能有效抵抗多种抗生素。

讨论与启示

该研究首次在欧洲城市鸽群中发现携带复杂毒力基因谱的STEC菌株,其中包含与人类重症感染相关的基因组合(如stx2+tir+iha)。医院环境菌株对碳青霉烯类抗生素的高耐药率尤其值得警惕,这类药物被WHO列为"最高优先级重要抗菌药物"。

研究局限性在于混合样本可能影响菌株溯源准确性,但正因如此,其结果更能反映环境中的实际暴露风险。作者建议将城市鸽群纳入人畜共患病监测体系,特别是在医疗区域实施针对性防控。

这项研究为理解城市生态系统中的微生物传播提供了新视角:野生鸟类不仅是病原体的被动携带者,更可能是耐药基因进化的"天然实验室"。在城市规划中,需要平衡生态保护与公共卫生,建立基于One Health理念的综合管理策略。研究结果对发展中国家快速城市化进程中的传染病防控具有特别重要的参考价值。

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