德国屠宰场废水中产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌的流行特征及环境传播风险研究

本研究针对屠宰场废水持续排放抗生素耐药菌(AMR)的环境风险问题，通过检测4家德国屠宰场废水中ESBL-E. coli的流行特征，发现86株耐药菌中46.5%为多重耐药(MDR)，证实耐药菌主要通过屠宰动物每日输入而非设施持续定植，为防控AMR环境传播提供关键证据。

　　

抗生素耐药性(AMR)已成为全球公共卫生的重大威胁，其中产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)的大肠杆菌尤为棘手。这类细菌能水解青霉素类和头孢类抗生素，甚至对第三代头孢菌素产生耐药。更令人担忧的是，畜牧业中抗生素的广泛使用已成为AMR的"温床"——德国2021年畜牧业抗生素用量高达601吨，虽然2023年降至529吨，但耐药菌通过屠宰场废水进入环境的风险始终存在。

为此，来自德国新勃兰登堡应用科技大学的Jette F. Kleist团队在《One Health》发表重要研究。他们采集了4家德国屠宰场（2家禽类、2家生猪）在两个采样周期（各连续3天）的废水样本，通过选择性培养基培养、VITEK2药敏检测和全基因组测序(WGS)等技术，系统分析了ESBL-E. coli的流行特征。样本由绿色和平组织采集自屠宰场污水处理厂出口，共获得47份样本，分离出86株ESBL-E. coli。

研究结果显示三个关键发现：

1. 1.

   流行特征：除一家禽类屠宰场仅2天检出外，其余屠宰场所有采样日均检出ESBL-E. coli。86株分离株中40株(46.5%)为多重耐药(MDR)，禽类屠宰场分离株的MDR比例(72.97%)显著高于生猪屠宰场(26.53%)。

2. 2.

   基因组特征：WGS鉴定出30种序列型(ST)，包括ST410、ST4981等高危克隆株。16.28%的菌株携带耐粘菌素的mcr-1基因。值得注意的是，不同屠宰场分离的ST410和ST4981菌株呈现高度基因组相似性（SNP差异≤15）。

3. 3.

   毒力特征：Galleria mellonella幼虫感染实验显示，ST4981菌株可分为高毒力组（12-24小时内致死率＞86.7%）和中等毒力组（72小时致死率70-90%）。

技术方法上，研究采用三重技术路线：① 用含2μg/mL头孢噻肟的LB培养基富集后，在CHROMagar? ESBL等选择性培养基分离细菌；② VITEK2系统进行药敏试验，检测对头孢类、青霉素类等5代抗生素的敏感性；③ 全基因组测序结合MLST分型和耐药基因预测，对ST410和ST4981克隆株进行核心基因组SNP分析。

研究结论颠覆了"屠宰场长期定植AMR菌"的假设——虽然发现连续多日检出的同ST菌株，但其基因组差异表明这些菌株更可能来自每日屠宰的不同动物群体。然而，屠宰场作为AMR向环境传播的"热点"地位不容忽视，特别是检出的ST410和ST4981等克隆株不仅具有多重耐药性，还表现出显著的致病潜力。

这项研究首次系统揭示了德国屠宰场废水ESBL-E. coli的分子流行病学特征，为实施One Health框架下的AMR防控提供了关键证据。作者强调，需要建立更严格的屠宰场废水监测体系，并开发针对耐药菌的污水处理技术，以阻断AMR通过环境传播的链条。这些发现对制定全球抗生素管理政策具有重要启示意义。