肉鸡场氟喹诺酮耐药性持续传播机制研究：环境与雏鸡输入对非敏感大肠杆菌定植的动态影响

本研究系统揭示了在未使用氟喹诺酮类药物的肉鸡养殖场中，耐药性大肠杆菌（E. coli）仍持续存在的关键机制。通过多时间点采样与全基因组测序（WGS），证实环境残留（48.3%农场阳性）与一日龄雏鸡携带（79.3%农场阳性）是主要传播源，且抗菌药物使用（AMU）与耐药菌比例呈正相关（r=0.42, p=0.03）。研究强调需从生产链多环节协同干预以控制耐药性蔓延。

　　

引言

抗菌药物耐药性（AMR）已成为人类和动物健康的重大威胁。尽管减少抗菌药物使用（AMU）可降低耐药性发生率，但在已停用（氟）喹诺酮类药物的农场中，大肠杆菌对喹诺酮的耐药性仍持续存在。本研究旨在探讨肉鸡场中氟喹诺酮（FQ）非敏感大肠杆菌的传播动态，重点分析一日龄雏鸡、农场环境及AMU对耐药菌群体内传播的影响。

材料与方法

研究覆盖比利时29个商业化肉鸡场，跟踪一个生产周期（42天）。在雏鸡入场前（day 0）、生产第3天±2天和第36天±3天分别采集环境样本（地板、饮水杯、饲料盘等）和雏鸡肠道或泄殖腔样本。通过氟喹诺酮选择性培养基（含0.25 mg/L恩诺沙星）和非选择性培养基定量检测FQ非敏感大肠杆菌。采用微量稀释法测定最小抑菌浓度（MIC），并对部分菌株进行全基因组测序（WGS），分析耐药基因（如gyrA/parC突变、qnr基因）、毒力相关基因（VAGs）及系统发育关系（cgMLST和SNP分析）。AMU数据通过治疗指数（TI）量化，统计学分析采用线性回归和独立样本检验。

结果

AMU使用情况：72.4%的农场在生产周期初期使用抗菌药物，其中95.5%使用林可霉素-大观霉素组合。仅3个农场全程未使用抗菌药物。平均TI_DDDvet为4.18（范围0–33.72），即肉鸡生命周期中4.18%时间接受抗菌药物治疗。仅1个农场使用氟喹诺酮（氟甲喹），羽毛残留检测证实其浓度达50–600 ng/g。

FQ非敏感菌定植动态：

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  一日龄雏鸡中，79.3%的农场携带FQ非敏感大肠杆菌，阳性雏鸡比例平均55.3%（6.7%–100%）。

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  环境样本中，48.3%的农场在雏鸡入场前已存在FQ非敏感菌，高风险区域包括地板、饮水杯和饲料盘。

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  生产第3天和第36天，所有农场均检出FQ非敏感菌，阳性样本比例分别达94.0%和99.4%。耐药菌在总大肠杆菌群体中占比稳定（day 0: 28.3%, day 3: 26.7%, day 36: 30.6%）。

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  AMU与末期耐药菌比例呈显著正相关（r=0.42, p=0.03），但林可霉素-大观霉素治疗未显著影响第3天耐药菌比例。

耐药机制与遗传特征：

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  61.4%的菌株携带QRDR突变（如gyrA S83L），38.6%携带qnr基因（主要为qnrS1）。三重或四重QRDR突变菌株的环丙沙星MIC均＞4 mg/L。

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  63.6%的菌株为多重耐药（MDR），80.7%携带β-内酰胺类耐药基因，71.9%携带氨基糖苷类耐药基因。

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  9个原鉴定为大肠杆菌的分离株经WGS确认为弗格森埃希菌（E. fergusonii），均携带gyrA S83L突变。

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  菌株平均携带13个毒力相关基因（VAGs），常见基因包括terC（93.0%）、nlpI（87.7%）、iss（86.0%）、traT（77.2%）、sitA（75.4%）等，可能与定植能力和环境适应性相关。

传播与持久性机制：

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  cgMLST和SNP分析显示，同一农场内，从一日龄雏鸡或环境（day 0）分离的FQ非敏感菌与生产末期（day 36）菌株具有高度同源性（≤5 SNP差异），证实耐药菌可通过雏鸡输入或环境残留持续存在。

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  不同农场间菌株序列型（ST）差异显著，但农场内存在克隆传播（如ST1485、ST1146、ST40）。

讨论

FQ非敏感大肠杆菌在未使用FQ的农场中仍广泛存在，表明除抗菌药物选择压力外，其他因素如环境残留、雏鸡垂直传播及菌株自身适应性均贡献于耐药性持久化。环境清除不彻底（如清洁消毒后残留）和雏鸡输入是主要传播途径。AMU通过共选择（co-selection）促进MDR菌株存活，但仅解释耐药菌变异的较小部分（R2=0.17）。菌株携带的VAGs（如iss、traT、sitA）可能增强其在肠道和环境中的定植能力与适应性，QRDR突变或qnr基因携带则可能降低 fitness cost，利于耐药菌持续存活。需进一步研究特定VAGs与耐药机制对菌株适应性的影响。

结论

肉鸡场中FQ非敏感大肠杆菌的持续存在是历史性农场污染与生产链持续输入共同作用的结果。AMU虽促进耐药菌存活，但非唯一主导因素。需通过加强生物安全（如彻底环境消毒）、控制雏鸡来源耐药菌输入、以及减少整体AMU等多环节干预，才能有效遏制耐药性传播。毒力基因在耐药菌持久化中的作用值得深入研究。