肌肉注射三种苄青霉素制剂对健康马匹粪便微生物群及耐药组的纵向表型与基因型影响研究

《BMC Microbiology》：Limited and transient effects of intramuscular benzylpenicillin on the equine gut microbiota and resistome

　　

摘要

背景

马后肠微生物群对消化、代谢和宿主健康至关重要。抗生素的使用可能破坏微生物群落并选择性地扩增抗菌耐药基因（ARGs），但目前肌肉注射苄青霉素（PEN）制剂对马胃肠道微生物群和耐药组的影响尚未得到充分阐明。本研究调查了三种具有不同吸收特性的肌肉注射PEN制剂给药后健康马匹粪便微生物群的纵向表型和基因型变化。

结果

六匹健康的成年马被纳入一项随机三阶段交叉试验，分别接受普鲁卡因苄青霉素、普鲁卡因/苄星青霉素或碘化青霉己胺，各阶段之间以4–5个月的清洗期分隔。在治疗前、治疗中和治疗后收集粪便样品。表型分析包括对肠杆菌目和肠球菌属的总数及β-内酰胺耐药菌株的计数、抗生素敏感性测试以及超广谱β-内酰胺酶（ESBL）产菌株的检测。基因型分析结合16S rRNA基因测序和针对22种ARGs及可移动遗传元件（MGEs）的高通量定量PCR。所有受试马匹均未出现腹泻或具有临床意义的不良反应。总体而言，肌肉注射PEN给药仅引起有限且短暂的微生物学变化。碘化青霉己胺与肠杆菌目的总数、氨苄西林耐药和头孢他啶耐药肠杆菌目的短暂升高相关，同时也短暂检出了氨苄西林和青霉素耐药的肠球菌。第5天从两匹马中分离出6株产ESBL的肠杆菌目菌株。大多数耐药分离株表现为多重耐药表型。然而，在多重检验校正后，治疗或治疗与时间的交互作用均未显著影响ARG/MGE的丰度或组成。四环素耐药基因是检测到的最丰富的ARGs。多变量分析显示，微生物群或耐药组均未发生与治疗相关的主要重构。相比之下，性别相关的管理组（可能由于公母马之间的饮食差异）是与细菌计数及ARG/MGE谱变异相关的主要因素。

结论

短期肌肉注射三种苄青霉素制剂仅导致健康马匹粪便微生物群轻微且短暂的变化，对耐药组无可检测的长期影响。虽然在使用青霉己胺后暂时选择性地扩增了多重耐药及产ESBL的肠杆菌目菌株，但这些影响仍然有限，并未在群落耐药组水平上体现出来。这些发现支持了苄青霉素治疗后马胃肠道微生物群和耐药组的群落稳定性。