《Antibiotics》:Comparative Antimicrobial Resistance Patterns in Extraintestinal Escherichia coli Isolates from Humans and Broiler Chickens in the Meknes Region, Morocco: A One Health Study
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背景/目的: 抗菌药物耐药性(AMR)是一项影响人类和动物健康的主要“One Health”挑战。在摩洛哥,跨宿主的耐药模式比较研究仍然有限。本研究比较了来自人类和肉鸡的肠外大肠埃希菌(Escherichia coli)的抗菌药物耐药谱和推定β-内酰胺类耐药表
背景/目的: 抗菌药物耐药性(AMR)是一项影响人类和动物健康的主要“One Health”挑战。在摩洛哥,跨宿主的耐药模式比较研究仍然有限。本研究比较了来自人类和肉鸡的肠外大肠埃希菌(Escherichia coli)的抗菌药物耐药谱和推定β-内酰胺类耐药表型。方法: 采用比较横断面研究设计,共纳入874株非重复的人源大肠埃希菌分离株和142株肉鸡源大肠埃希菌分离株。依据CA-SFM/EUCAST 2024指南,采用纸片扩散法进行抗菌药物敏感性试验。比较了两个宿主间耐药率和推定β-内酰胺类耐药表型的差异。结果: 肉鸡分离株对阿莫西林(93.0% vs. 65.5%)、替卡西林(92.9% vs. 64.1%)、阿莫西林-克拉维酸(75.2% vs. 48.1%)、氟喹诺酮类、甲氧苄啶-磺胺甲噁唑、磷霉素和庆大霉素的耐药率显著更高(所有p < 0.05)。相反,人源分离株对头孢菌素类的耐药率显著更高,而对头孢西丁和碳青霉烯类的耐药则仅在人源分离株中检出。推定的IRT样表型在肉鸡分离株中显著更常见(66.9% vs. 26.9%;OR = 5.50;p < 0.001),而推定的AmpC和碳青霉烯类耐药表型仅在人源分离株中发现。反之,野生型表型在人源分离株中显著更常见(33.1% vs. 5.6%;OR = 0.12;p < 0.001)。推定的ESBL表型在两个宿主间的流行率相当(12.1% vs. 8.5%;p = 0.258)。结论: 人源和肉鸡源大肠埃希菌分离株表现出不同的抗菌药物耐药模式和β-内酰胺类耐药谱。对于大多数受试抗菌药物,肉鸡分离株的耐药水平显著更高,而人源分离株对头孢菌素类的耐药率显著更高,且头孢西丁和碳青霉烯类耐药仅在后一组中检出。人源分离株显示出更多样的推定β-内酰胺类耐药表型,而肉鸡分离株则以推定的IRT样表型为主。尽管缺乏有记录的常规使用广谱头孢菌素的证据,但在肉鸡中检出了推定ESBL表型的分离株,这凸显了水平基因转移和共选择可能的作用。有必要在“One Health”框架下开展进一步的分子研究和抗菌药物消费研究,以阐明耐药性传播的驱动因素。
研究背景与问题提出
抗菌药物耐药性(AMR)已成为21世纪全球人类与动物健康面临的重大威胁。据估计,到2050年,每年约有191万人的死亡可直接归因于AMR,超过800万人的死亡与耐药感染相关。在摩洛哥,医院内多重耐药菌感染导致的归因死亡率高达约12%。与此同时,食用动物中的AMR问题日益严峻。摩洛哥家禽业是重要的动物蛋白来源,人均年消费量约18.78公斤,占肉类总摄入量的57%,其集约化生产体系中广泛使用抗菌药物。已有研究报道摩洛哥肉鸡源大肠埃希菌对多种抗生素存在高耐药率。然而,在摩洛哥,直接比较人类与家禽来源的肠外大肠埃希菌分离株耐药模式的对比研究仍然匮乏。因此,本研究旨在“One Health”框架下,比较人类和肉鸡来源的大肠埃希菌分离株的抗菌药物耐药谱,探索不同宿主间耐药模式的异同,为制定综合性的抗菌药物管理策略提供科学依据。
研究方法概述
这是一项为期一年(2025年1月至12月)的比较横断面研究。研究人员从摩洛哥梅克内斯地区的穆莱·伊斯梅尔军事医院细菌学实验室获取了874株非重复的人源肠外大肠埃希菌临床分离株,主要来源于尿路感染及其他肠外标本。同时,从同一地区的商业养鸡场收集了142株肉鸡源大肠埃希菌分离株,这些菌株均来自呈现符合大肠杆菌病病变的剖检肉鸡的肠外器官(如肝脏、心脏、肺脏等)。研究人员采用纸片扩散法进行抗菌药物敏感性试验(AST),并根据CA-SFM/EUCAST 2024指南判读结果。基于抗菌药物敏感性模式,利用一个逐步决策算法对β-内酰胺类耐药表型进行分类,包括野生型、青霉素酶型、抑制剂耐药β-内酰胺酶(IRT)样型、超广谱β-内酰胺酶(ESBL)型、AmpC型和碳青霉烯类耐药型。统计学分析采用卡方检验或Fisher精确检验比较两组间的耐药率差异,并计算比值比(OR)。
研究结果
1. 抗菌药物耐药率的比较
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青霉素类与青霉素复方制剂: 肉鸡分离株对阿莫西林(93.0% vs. 65.5%;OR=6.96)、替卡西林(92.9% vs. 64.1%;OR=7.32)和阿莫西林-克拉维酸(75.2% vs. 48.1%;OR=3.27)的耐药率均显著高于人源分离株。
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头孢菌素类: 人源分离株对头孢噻肟(26.8% vs. 5.8%)、头孢他啶(26.7% vs. 1.4%)、头孢曲松(20.3% vs. 7.4%)和头孢吡肟(25.5% vs. 0.7%)的耐药率显著高于肉鸡分离株。
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头霉素与碳青霉烯类: 对头孢西丁(8.2%)、亚胺培南(6.8%)和厄他培南(6.4%)的耐药仅在人源分离株中检出,肉鸡分离株中未发现。
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氟喹诺酮类: 肉鸡分离株对环丙沙星(77.1% vs. 38.0%;OR=5.51)和左氧氟沙星(74.5% vs. 45.0%;OR=3.57)的耐药率显著更高。
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其他抗菌药物: 肉鸡分离株对甲氧苄啶-磺胺甲噁唑(70.4% vs. 43.8%;OR=3.05)、磷霉素(23.4% vs. 4.2%;OR=6.93)和庆大霉素(18.3% vs. 10.4%;OR=1.93)的耐药率也显著更高。
2. 推定β-内酰胺类耐药表型的分布
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IRT样表型: 在肉鸡分离株中显著更常见(66.9% vs. 26.9%;OR=5.50)。
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野生型表型: 在人源分离株中显著更常见(33.1% vs. 5.6%;OR=0.12)。
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青霉素酶表型: 在两个群体中的发生率完全相同(均为17.6%;OR=1.00)。
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ESBL表型: 在两个群体中的流行率无显著差异(人源12.1% vs. 肉鸡8.5%;OR=0.67)。
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AmpC和碳青霉烯类耐药表型: 仅在人源分离株中检出,分别占2.2%和6.1%。
讨论与结论总结
讨论部分:
研究表明,人源与肉鸡源大肠埃希菌的耐药模式存在显著差异。肉鸡分离株对多数测试药物(尤其是青霉素类和氟喹诺酮类)的高耐药率,可能与摩洛哥家禽生产中这些药物的使用有关。值得注意的是,尽管摩洛哥法规并未授权在家禽中使用阿莫西林-克拉维酸,但肉鸡分离株对其耐药率却很高,这可能与青霉素酶(特别是TEM-1型)的过度产生有关,从而表现为IRT样表型。相反,人源分离株对头孢菌素类和碳青霉烯类的耐药率更高,这与这些药物在人类医学中的广泛应用相符。虽然ESBL表型在两个群体中检出率相似,但肉鸡中检出ESBL阳性菌株尤其值得关注,因为广谱头孢菌素并未被授权用于摩洛哥家禽养殖。这提示水平基因转移和共选择机制可能在维持这些耐药基因中发挥作用。此外,人源分离株中独有的AmpC和碳青霉烯类耐药表型,反映了人类医疗环境中更强的选择性压力。研究还指出,磷霉素和庆大霉素在肉鸡中的耐药现象,可能与历史用药、交叉选择和共选择有关。
结论部分翻译:
本研究发现摩洛哥人类和肉鸡的肠外大肠埃希菌分离株在抗菌药物耐药模式上存在显著差异。肉鸡分离株对氨基青霉素类、阿莫西林-克拉维酸、氟喹诺酮类、甲氧苄啶-磺胺甲噁唑、磷霉素和庆大霉素的耐药率显著更高,而人源分离株对头孢菌素类的耐药率则显著更高。对头孢西丁和碳青霉烯类的耐药仅在人源分离株中检出。对推定β-内酰胺类耐药表型的分析进一步揭示了宿主间的显著差异,肉鸡分离株以推定IRT样表型为主,而推定AmpC和碳青霉烯类耐药表型仅在人源分离株中发现。总体而言,人源分离株展现出更多样的推定β-内酰胺类耐药表型分布,而肉鸡分离株则主要由推定IRT样表型主导。尽管缺乏有记录的常规使用广谱头孢菌素的证据,但在肉鸡中检测到推定产ESBL的分离株,这可能反映了水平基因转移和共选择等机制的作用;然而,这需要分子研究来验证。未来需要进行深入的分子研究以表征循环于人源和肉鸡源大肠埃希菌中的耐药决定簇并评估其遗传相关性。同时,纳入详细抗菌药物使用数据和恰当选择的健康肉鸡群体的研究,将有助于阐明与观察到的耐药模式相关的选择性压力,并在“One Health”框架下提供对这些宿主间AMR的更全面理解。