水-食品界面水生沙门氏菌中来源特异性抗菌药物耐药性研究特征:文献计量与叙述性综述

《Food Bioscience》:Source-specific antimicrobial resistance research signatures in aquatic Salmonella at the water-food interface: A bibliometric and narrative review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月28日 来源:Food Bioscience 6.2

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  •水生沙门氏菌研究中,β-内酰胺/超广谱β-内酰胺酶术语出现频率最高(25.3%)。 •51.6%的水生沙门氏菌记录中包含生物膜相关术语。 •废水沙门氏菌研究重点关注质粒、基因组学和基因转移。 •水生沙门氏菌研究的关联性仍低于家禽研究。 引言 非伤寒沙门氏菌仍是全球细菌性食源

  •水生沙门氏菌研究中,β-内酰胺/超广谱β-内酰胺酶术语出现频率最高(25.3%)。
•51.6%的水生沙门氏菌记录中包含生物膜相关术语。
•废水沙门氏菌研究重点关注质粒、基因组学和基因转移。
•水生沙门氏菌研究的关联性仍低于家禽研究。

引言

非伤寒沙门氏菌仍是全球细菌性食源性疾病的主要病因。与此同时,该病原体的抗菌耐药性已变得更加难以控制,因为耐药菌可以通过食物、动物、人类和环境传播(Zulkifli等,2025;Sam-on等,2026)。全球负担十分严峻,耐药菌感染每年导致超过100万人死亡(Murray等,2022)。大多数关于沙门氏菌抗菌耐药性(AMR)的研究集中在家禽、牲畜和零售食品上。然而,水生来源同样值得密切关注,因为水可以将养殖场、废水、海产品、河流与人类暴露连接起来。近期一项针对93项关于水产养殖、海产品及相关水生环境中沙门氏菌研究的范围综述报告了反复出现的多重耐药模式,其中四环素耐药是最常见的表型(de Paula等,2026)。城市水系统也可能携带耐药沙门氏菌。在曼谷,运河水质调查检测到多重耐药菌株,许多受试菌株携带超广谱β-内酰胺酶基因(Khotchalai等,2025)。这些发现表明,水生系统是更广泛的沙门氏菌抗菌耐药性问题的重要组成部分。

水生系统可能以不同于家禽和其他陆基食品来源的方式塑造耐药模式。废水、河流、运河、沉积物、生物膜、水产养殖系统和海产品环境可使大量细菌密切接触。这为耐药基因的持续存在和传播创造了条件。对曼谷运河水中沙门氏菌进行的全基因组测序发现,大多数测序菌株携带多种质粒类型和多重耐药性,表明城市水环境可能支持耐药基因的移动和维持(Toyting等,2024)。对同一流域更长时间的监测也发现了高遗传多样性、新序列型以及常见的四环素、β-内酰胺和喹诺酮耐药基因(Toyting-Hiraishi等,2025)。水生环境还可能包含其他选择耐药性的压力。例如,金属污染和抗菌药物残留可同时存在于水系统中,可能有助于耐药菌的持续存在(Olivares-Pacheco等,2023)。重金属暴露也被认为通过共享的应激反应与鼠伤寒沙门氏菌的抗生素和消毒剂耐药性相关(Mustafa等,2021)。

尽管证据在不断增加,但该领域仍难以整合为一个清晰的整体叙事。许多研究报告了流行率、血清型或耐药谱,但较少有研究解释水生沙门氏菌是否具有独特的耐药模式。一项为期两年的流域研究采用深度血清分型和全基因组测序发现,地表水沙门氏菌种群与国家食品动物监测数据集不同,血清型重叠有限(Smith等,2025)。这表明常规食品动物监测可能遗漏了部分环境沙门氏菌种群。一项关于食品生产和临床来源沙门氏菌的系统综述也发现,跨来源的直接比较基因组学证据仍然有限,这使得传播途径难以确认(Al-Hasan等,2026)。即使是以水生为重点的综述也报告了不同研究在检测方法和报告标准上的差异(de Paula等,2026)。因此,水中的耐药沙门氏菌虽常有记录,但其来源特异性意义和公共卫生风险仍不够明确。

结合文献计量学与叙述性综述有助于整理这些分散的证据。文献计量分析可以展示该领域的发展历程、哪些国家和主题占主导地位以及研究空白所在(Sam-on等,2025)。叙述性综合则可以解释这些模式的生物学和公共卫生意义。这种方法很有用,因为水生抗菌耐药沙门氏菌涉及多个领域,包括食品安全、水质、废水、水产养殖、基因组学和人类健康。此前关于沙门氏菌抗菌耐药性中水平基因转移的文献计量研究显示,研究重心已转向全基因组测序以及喹诺酮和黏菌素耐药等主题(Yan等,2024)。基于这一需求,本综述采用基于Scopus的文献计量图谱和叙述性综合,考察与水生抗菌耐药沙门氏菌相关的研究趋势、耐药特征、可能机制、知识空白和水传播暴露途径。主要目标是评估水生系统是否构成来源特异性的耐药途径,并确定加强水、食品和公共卫生监测的优先事项。

一项基于Scopus的文献计量分析于2026年9月7日进行,旨在考察水生环境中抗菌耐药沙门氏菌的研究。选择Scopus是因为它提供结构化记录,包括标题、摘要、关键词、来源标题、作者信息、引文数据和文献信息(Baas等,2020)。然而,仅使用Scopus可能会遗漏仅收录在其他数据库中的相关研究,如Web of Science、PubMed、Embase或区域数据库。因此,研究结果代表的是Scopus收录的文献,而非水生沙门氏菌抗菌耐药性研究的全部文献。检索策略旨在涵盖水生沙门氏菌抗菌耐药性研究,涉及废水、地表水、水产养殖、海产品、灌溉水及相关水-食品暴露途径。同时纳入家禽数据集作为比较对象,因为家禽是沙门氏菌抗菌耐药性研究中最为成熟的来源。完整的检索式、数据库来源、检索日期和导出记录数量见表1。

所有记录从Scopus以CSV格式导出,并使用标题、摘要、作者关键词和索引关键词进行筛选。重复记录通过DOI、EID和标题信息去除。清理后的记录根据来源术语和研究重点分类为研究组。这些组别包括严格水生组、水产养殖/海产品组、废水/地表水组、水生-家禽重叠组、家禽比较组、机制支持组和耐药组验证组。分类规则和最终记录数见表2。年度发表趋势根据发表年份计算。抗生素和机制模式使用预定义的术语组对标题、摘要和关键词进行检索。关键词共现文件由作者关键词和索引关键词生成,用于VOSviewer分析。在网络映射之前使用同义词表合并拼写变体和密切相关术语。

关键词共现分析在VOSviewer中使用全计数法进行。出现至少五次的关键词有资格纳入分析。在识别的11,061个关键词中,有1,385个达到此阈值,选取总链接强度最高的1,000个关键词用于网络可视化。VOSviewer用于计算关键词出现次数、链接强度和聚类成员关系。分析以出版物和关键词为单位,结果被解释为研究模式的描述性指标。

研究筛选和分类过程如图1所示。初始Scopus检索识别出2,171条记录。所有记录均导出进行数据清理和筛选。重复记录、不完整记录和超出研究范围的记录被去除。最终数据集用于发表趋势、关键词、来源重叠和主题分析。原始Scopus导出范围比最终分析组更广泛,因为检索策略旨在捕获潜在相关记录。因此采用第二步筛选来创建更严格的水生数据集用于主要分析。记录通过Windows PowerShell中运行的Python脚本进行处理。每条记录使用其标题、摘要、作者关键词和索引关键词进行筛选。重复记录分三个阶段去除。首先在可用时使用DOI,然后使用Scopus EID,当DOI或EID信息缺失时使用标题。此过程减少了重叠检索产生的重复记录,并允许同一出版物在每个分析数据集中仅计数一次。

严格水生数据集使用三个必要条件定义。每条记录必须包含沙门氏菌术语、抗菌耐药性术语和水生或水-食品来源术语。抗菌耐药性术语包括“antimicrobial resistance”、“antibiotic resistance”、“drug resistance”、AMR、MDR、“multidrug resistance”、“resistance gene”、resistant和resistome。水生和水-食品术语包括water、aquatic environment、surface water、wastewater、sewage、effluent、river、lake、canal、irrigation water、sediment、aquaculture、seafood、fish、shrimp、shellfish、oyster和mussel。满足所有三个条件的记录保留为严格水生记录。

随后从清理后的记录中创建其他组别。包含aquaculture、seafood、fish、shrimp、shellfish、oyster或mussel术语的记录被分配到水产养殖/海产品组。包含wastewater、sewage、effluent、surface water、river、lake、canal、irrigation water或sediment术语的记录被分配到废水/地表水组。同时包含水生术语和家禽相关术语(如poultry、chicken、broiler、hen、egg、retail chicken或chicken meat)的记录被分配到水生-家禽重叠组。家禽比较组作为单独的参考数据集保留,以支持与更成熟的家禽文献进行比较。由于记录可能满足多个来源定义,分析组在每个比较中并不被视为互斥。

图2显示了从清理后的Scopus记录中得出的五个分析组的年度发表趋势。这些组并非单独的Scopus检索,而是在去除重复和内容筛选后进行的分类。严格水生组包含1,092条记录,发表年份介于1961年至2026年。水产养殖/海产品组包含484条记录,时间跨度为1972年至2026年,而废水/地表水组包含882条记录,时间跨度为1961年至2026年。水生-家禽重叠组包含1,690条记录,时间跨度为1970年至2026年。家禽比较组规模最大,包含3,867条记录,时间跨度为1958年至2027年。这一分布表明,家禽仍是沙门氏菌抗菌耐药性研究的主导来源领域,但水生研究现已形成规模可观且清晰可见的证据基础。

几十年来发表活动一直较低,2000年代之前仅有零星记录。2010年之后,所有组别的记录数量均有所增加,2018年后增长更为急剧。家禽比较组增幅最大,反映了家禽在食源性沙门氏菌监测和抗菌耐药性研究中的长期作用。水生-家禽重叠组也强劲增长,表明越来越多的研究同时包含陆基和水相关来源术语。这一点很重要,因为家禽生产、粪便、径流、废水、灌溉水和食品加工环境可通过相同的水和食品系统相互关联。

严格水生组、废水/地表水组和水产养殖/海产品组在同一时期也有所增加,但规模小于家禽组。这一差异很重要,表明水生沙门氏菌抗菌耐药性研究正在扩展,但仍不如家禽文献成熟。废水/地表水组主要指向环境排放、城市水系统、运河、河流、湖泊和下游暴露。水产养殖/海产品组更直接指向食品生产、海产品贸易和消费者安全。这两个水生亚组相互关联,但代表了耐药沙门氏菌从环境进入人类暴露途径的不同路径。

因此,增长模式支持有必要对水生来源进行独立评估。如果水生记录仅被视为背景污染,则可能遗漏重要的来源特异性问题。这些问题包括:废水、地表水、水产养殖、海产品和家禽相关水路之间的耐药性关注点是否存在差异,以及水生环境是否创造了不同的持续存在和暴露机会。发表趋势并不能证明水生分离株和家禽分离株之间存在生物学差异,但表明文献已增长到足以支持进行有针对性的综合分析。2026年不完整的数据点应谨慎解释,因为Scopus检索于2026年9月7日进行,尚未到年底。

抗生素和机制谱根据预定义的术语类别计算。抗生素类别包括β-内酰胺/超广谱β-内酰胺酶、喹诺酮/氟喹诺酮、四环素、磺胺/甲氧苄啶、氨基糖苷、酰胺醇类、黏菌素、大环内酯和碳青霉烯。机制类别包括质粒、整合子、转座子/插入序列、水平基因转移、接合、噬菌体/前噬菌体、生物膜、重金属共选择以及全基因组测序/基因组学/宏基因组学。每个类别在合并的标题、摘要、作者关键词和索引关键词字段中进行检索。对于每个分析组,结果表示为包含该类别至少一个术语的记录百分比。这些百分比描述了已发表文献中的模式,不代表对特定抗生素耐药的沙门氏菌分离株百分比。

图3显示了抗生素相关和机制相关术语在五个分析组中的分布。这些热图不测量沙门氏菌分离株中的耐药率。相反,它们展示了每个研究组如何在已发表文献中框定抗菌耐药性。这一区别很重要,因为高数值意味着某个术语经常出现在标题、摘要、作者关键词或索引关键词中,并不代表相同百分比的细菌分离株对该抗生素类别耐药。因此,热图仅用于辅助解读,而非替代对原始研究的叙述性综述。抗生素特征显示,家禽相关研究在大多数抗生素类别中的术语百分比更高。β-内酰胺/ESBL术语出现在53.1%的家禽对照记录中,而严格水产记录中仅为25.3%。喹诺酮/氟喹诺酮术语在家禽记录中(46.0%)也高于严格水产记录(19.0%)。四环素呈现类似模式,家禽记录为46.4%,严格水产记录为16.7%。氨基糖苷类术语出现在44.7%的家禽记录和18.6%的严格水产记录中。这一差异反映了家禽抗菌药物耐药性研究的更深入发展,其中抗生素检测、食源性监测和治疗相关问题更为成熟。

水产亚组呈现出自身的模式,而非家禽的简单缩小版。水产养殖/海鲜记录对β-内酰胺/ESBL(49.0%)、四环素(46.3%)、氨基糖苷类(41.9%)和喹诺酮/氟喹诺酮(39.3%)术语给予高度关注。这表明海鲜和水产养殖研究主要围绕在食品安全和临床治疗中同样重要的抗生素类别展开。废水/地表水记录呈现出相关但略有不同的模式,其中β-内酰胺/ESBL为45.7%,喹诺酮/氟喹诺酮为35.8%,氨基糖苷类为35.3%,四环素为35.0%。这些数值表明,废水与地表水研究通常将沙门氏菌抗菌药物耐药性与环境排放和更广泛的水体污染联系起来,而非仅局限于食品。

水产-家禽重叠组在多个抗生素类别中数值较高,包括β-内酰胺/ESBL(49.4%)、氨基糖苷类(43.0%)、四环素(41.1%)、喹诺酮/氟喹诺酮(41.0%)和酰胺醇类(37.5%)。这一模式很重要,因为它表明连接水产和家禽术语的记录并非边缘性内容。它们携带着强烈的耐药信号,可能代表将陆地食品生产与水体相关暴露途径联系起来的研究。酰胺醇类术语在严格水产记录中极低(0.7%),但在水产养殖/海鲜(32.6%)、废水/地表水(26.2%)、水产-家禽重叠组(37.5%)和家禽对照记录(34.4%)中则高得多。这一差异表明,严格水产研究可能未涵盖涉及食品生产或混合来源环境的研究所关注的同样抗生素问题。

机制层面提供了另一层解读。生物膜术语在水产-家禽重叠组(56.0%)和严格水产组(51.6%)中最高,但在水产养殖/海鲜(9.1%)和废水/地表水记录(9.5%)中则低得多。这一模式表明,在表面、沉积物、水系统或混合生产环境中的持久性是严格水产记录的核心主题。质粒术语在各组间分布更为均匀,范围从严格水产记录的15.7%到废水/地表水记录的23.4%以及家禽对照记录的22.5%。这表明质粒相关耐药性在水产和家禽文献中均被讨论,尽管背景因来源组而异。

废水/地表水记录在多个机制相关术语中数值最高,包括质粒(23.4%)、水平基因转移(11.1%)、接合(5.3%)、转座子/插入序列(4.5%)、重金属共选择(5.0%)和全基因组测序/基因组学/宏基因组学(22.8%)。这些数值不足以证明基因转移在废水或地表水中发生得更频繁。然而,它们表明这部分文献更倾向于通过混合细菌群落、耐药载体和环境监测来构建水产沙门氏菌抗菌药物耐药性的框架。相比之下,水产养殖/海鲜记录对抗生素类别的关注多于机制术语,这表明许多与食品相关的水产研究仍集中于耐药性检测和产品安全,而非对耐药性传播的深入追踪。

这些发现揭示了水产与家禽相关沙门氏菌抗菌药物耐药性研究在发展方式上的差异,而非来源间明确的生物学差异。家禽研究更强调抗生素耐药性,而水产研究则更多涉及生物膜和环境持久性。废水与地表水研究也更加关注质粒、基因组学和水平基因转移,而水产养殖与海鲜研究仍与食品安全紧密相连。然而,这些模式反映的是文献中报道的术语频率,而非细菌分离株中实际测得的耐药性。研究设计、采样和报告方式的差异也可能对观察到的模式有所贡献。因此,需要原始研究证据来确定水产沙门氏菌是否携带独特的耐药性状,以及这些性状在不同环境中如何变化。以下叙述性综述在区分已报道的关联与已确认的生物学机制的同时,对上述证据进行了考察。

关键词共现分析使用VOSviewer 1.6.20版本,基于严格水产数据集进行。在通过同义词库文件对拼写变体和密切相关的术语进行标准化后,对作者关键词和索引关键词进行了分析。采用完全计数法,因此每个关键词的出现均等贡献。VOSviewer识别出11,061个关键词。应用最小出现次数阈值5后,保留了1,385个关键词。随后选取总链接强度最高的1,000个关键词用于最终网络。当关键词出现在同一记录中时,它们被连接起来。节点大小代表关键词出现次数,链接强度代表共现链接的综合强度,颜色代表VOSviewer生成的聚类。所得图谱用于描述严格水产文献的主题结构。它不用于估计耐药性流行率、证明基因转移或确认传播。

图4显示了从严格水产数据集生成的关键词共现网络。该网络有助于识别水产沙门氏菌抗菌药物耐药性研究在主题层面是如何组织的。较大的节点代表出现更频繁的关键词,而链接则显示在同一记录中共同出现的关键词。该图谱应被解读为研究框架的证据,而非耐药性普遍、基因转移已发生或水产暴露导致人类感染的证据。这一区分很重要,因为共现分析可以显示哪些观点被反复共同讨论,但它无法证明来源间的生物学传播(Nasution等,2026)。

网络的第一个主要部分连接了抗生素耐药性、耐药基因、公共卫生、地表水、水污染、沉积物、农业、废水和食品污染。这一模式意义重大,因为它将水产沙门氏菌抗菌药物耐药性置于从环境污染到潜在人类暴露的更广泛路径中。然而,同一模式也显示了该领域的一个局限性。许多研究似乎通过共享术语将水污染与公共卫生联系起来,但该图谱并未显示这些研究是否直接测量了暴露、追踪了跨来源的分离株,或将环境发现与临床病例联系起来。因此,该聚类应被解读为新兴风险叙事,而非已确认的传播证据。

网络的第二部分以生物膜、抗菌活性、微生物敏感性试验、最低抑菌浓度、抗菌活性和金属纳米颗粒为中心。该领域表明对持久性和控制有浓厚兴趣,这与水产系统相关,因为沙门氏菌可能在表面、沉积物、设备和食品接触环境中存活。同时,该聚类将自然水生持久性与实验室测试和抗菌干预研究混合在一起。这种混合很重要。这意味着生物膜和抗菌术语很突出,但并非所有术语都描述了真实水系统中的耐药性出现。一些记录可能反而描述了抑制、处理或产品测试实验。

网络的第三部分连接了遗传学、质粒、血清型、细菌耐药性、DNA提取、基因、抗生素和鼠伤寒沙门氏菌。这一领域很重要,因为它将领域从简单检测推进到菌株分型和耐药标记。质粒和耐药基因的存在表明许多研究认识到耐药性是由遗传元件携带的,而不仅仅是实验室表型。然而,如果仅检测到质粒和基因而未显示它们是否可移动、是否表达、是否在水产、食品、动物和人类来源间共享,则该证据仍不完整。因此,该网络指向了一个有用的研究方向,但它也揭示了检测遗传标记与证明来源关联的耐药传播之间的差距。

网络的第四可见部分包括细菌毒力、噬菌体、细菌蛋白、基因表达调控、动物实验、小鼠和感染。该领域表明水产沙门氏菌抗菌药物耐药性文献仍从更广泛的沙门氏菌生物学和感染研究中汲取内容。这很有用,因为耐药性、存活和毒力可能以影响公共卫生风险的方式相互作用。然而,网络的这一部分也说明了为什么需要仔细筛选。一些关键词较为宽泛,可能反映的是Scopus索引而非直接的水产耐药性问题。诸如人、动物、非人类、细菌和微生物学等术语是常见的索引术语,但它们本身并不能解释来源特异性耐药性。

共现网络支持谨慎的解读。水产沙门氏菌抗菌药物耐药性研究已不再局限于报告病原体是否存在于水、海鲜或水产养殖中。它日益围绕环境污染、公共卫生关切、生物膜持久性、抗菌测试、质粒、耐药基因和更广泛的沙门氏菌生物学进行组织。同时,网络也显示该领域仍存在部分碎片化。关键词连接了重要观点,但许多链接仍代表主题重叠,而非从水到食品或人类的直接传播证据。这就是为什么文献计量学发现之后必须对原始研究进行叙述性评估,特别是那些比较来源、测试机制以及将水产分离株与暴露或临床数据联系起来的研究。

章节片段

水产来源与暴露途径

沙门氏菌已在许多自然水体中被检测到,包括湖泊、河流和水库。这些环境很重要,因为它们可能将环境污染与人类暴露联系起来。在墨西哥,从亚热带湖泊约30%的水样中发现了沙门氏菌,且大多数回收的分离株对至少一种抗生素具有耐药性(Díaz-Torres等,2020)。在巴西东北部,一项对十个水库的调查从230份水样中的175份中回收了沙门氏菌。全基因组……

来源特异性证据的局限性

许多研究在水、海鲜、废水或食品样本中检测沙门氏菌或抗菌药物耐药性。然而,很少有研究设计为在同一采样计划内比较这些来源。这使得难以判断水产沙门氏菌是否具有真正不同于家禽或其他食品来源的耐药模式。一项针对医院和市政废水的宏基因组研究表明,将人类来源的耐药基因与污水中已存在的基因区分开来是……

结论

本综述表明,水产环境是耐抗菌药物沙门氏菌问题的重要组成部分。废水、河流、沉积物、水产养殖系统、海鲜和灌溉水可能支持耐药沙门氏菌的持久性,并提供连接环境污染与食品生产和人类暴露的途径。水产和家禽相关的沙门氏菌可携带许多相同的耐药性状,但这两个来源受不同因素的影响……

CRediT作者贡献声明

Muhamad Firdaus Syahmi Sam-on:初稿撰写、可视化、软件、资源、方法学、正式分析、概念化。Desi Sri Pasca Sari Sembiring:审阅与编辑。Suryani Sajar:审阅与编辑。Ariani Syahfitri Harahap:审阅与编辑。Risdawati Br Ginting:审阅与编辑。Najla Lubis:审阅与编辑。

未引用参考文献

Liu等,2024;Lozano-Leon等,2019;M'ikanatha等,2024;Moreno-Switt等,2019;Nasution等,2026;Smith等,2025。

利益冲突

作者声明无利益冲突。

利益冲突声明

? 作者声明不存在已知的竞争经济利益或个人关系,可能影响本论文所报告的工作。

致谢

通讯作者衷心感谢Panca Budi发展大学(UNPAB)授予其兼职教授职位,并感谢在本研究期间提供的学术支持。

Muhamad Firdaus Syahmi Sam-on|Najla Lubis|Desi Sri Pasca Sari Sembiring|Suryani Sajar|Ariani Syahfitri Harahap|Risdawati Br Ginting
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