《Food Research International》:Nationwide genomic surveillance of non-typhoidal
Salmonella in Chinese aquatic products (2015–2022): delineating population diversity and resistance landscapes
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水产品中非伤寒沙门氏菌的耐药性及基因组特征研究显示,2015-2022年中国23省份的728份水产品分离到88种血清型、100种ST型,以ST26(S. Thompson)为主(14.70%)。35.44%菌株为多重耐药,57株对高优先级关键抗生素耐药并携带耐第三至五代头孢菌素、氟喹诺酮和宏循环素基因,多位于IncC质粒。研究发现水产品NTS血清型、ST及质粒复制的多样性高于其他环境样本,提示需加强水产品溯源监管和抗生素使用规范。
赵兰欣|胡玉杰|赵建云|郑瑞成|李兰琪|郑洁英|李雪飞|徐建国|李白
中国疾病预防控制中心国家传染病控制与预防研究所,智能追踪与预测国家重点实验室,北京,中国
摘要
水产养殖的扩张使得水产品成为非伤寒性沙门氏菌(NTS)的潜在来源。抗生素的使用推动了多重耐药(MDR)细菌和抗生素耐药基因(ARGs)在水生系统中的出现和传播,这对人类、动物和环境健康产生了重大影响。因此,了解水产品中MDR NTS的分布变得至关重要。本研究采用抗菌敏感性测试、全基因组测序和生物信息学分析方法,调查了2015年至2022年间从中国水产品中分离出的728株NTS的流行情况及其基因组特征。共鉴定出88个血清型和100个序列型(STs),其中ST26_S(14.70%)、ST46_S.Newport(6.46%)和ST40_S.Derby(5.36%)占主导地位。所有分离株中,最常出现的耐药性依次为四环素(39.15%)、氨苄西林(33.52%)和氯霉素(28.02%),35.44%的分离株具有多重耐药性。值得注意的是,有57株分离株对多种最高优先级的关键抗菌药物(HPCIAs)具有耐药性,并携带赋予其对第三代至第五代头孢菌素、氟喹诺酮类和大环内酯类药物耐药性的ARGs。这些ARGs通常位于可移动元件上,尤其是IncC质粒上。总体而言,中国零售水产品中的NTS表现出较高的抗菌耐药性,对公共卫生构成严重威胁。
引言
非伤寒性沙门氏菌(NTS)是一种重要的动物源性病原体,是全球食物borne疾病的主要细菌原因之一(Rincón-Gamboa等,2021)。基于模型的估计表明,NTS每年导致约9380万例胃肠炎病例和15.5万人死亡(Majowicz等,2010)。NTS感染每年在全球范围内导致约2700万例疾病和20万人死亡(Khan & Shamim,2022)。NTS广泛存在于人类和动物的肠道以及环境中,可通过受污染的食物和水传播给人类,包括肉类、鸡蛋、牛奶、新鲜水果和蔬菜以及水产品(Ali等,2020;Ferrari等,2019)。
近年来,全球水产养殖业迅速发展,水产品的消费量也在增加,2022年的人均消费量超过了20.7公斤,是1961年的2.27倍(FAO,2024)。然而,水产品可能对消费者构成风险,因为它们是食物borne病原体(如沙门氏菌)的重要传播途径,尤其是在某些环境和地区(例如零售市场和处理或交叉污染频繁的产品)(X. Yang等,2022)。目前,报告显示NTS在淡水、沿海海水以及龟类、贝类、虾类和各种鱼类及其产品中的存在率正在上升(Allam等,2019;Prabhakar等,2020),尤其是在气候变化的影响下(Díaz等,2025)。通常,NTS在水中可以存活54天,在沉积物中可以存活119天,从而污染水生环境。这种受污染的水生环境为NTS从水产品传播到人类提供了潜在途径(Iwamoto等,2010)。
目前,对于严重的沙门氏菌感染,临床医生和兽医仍首选抗生素治疗(Wistrand-Yuen等,2018)。然而,人类和动物中抗生素的过度或不适当使用导致全球多重耐药(MDR)沙门氏菌的增加,引发了持续且严重的食品安全和公共卫生问题(Authority, Prevention, & Control,2024;Du等,2022;ECDC,2023)。对临床相关抗生素(如氟喹诺酮类、大环内酯类和广谱头孢菌素)耐药的沙门氏菌的流行率也在增加(Authority等,2024;CDC,2023;Du等,2022;Zeng等,2021)。此外,在不同来源的沙门氏菌中发现了大量抗生素耐药基因(ARGs),包括水产品中的沙门氏菌(Ali等,2020;Li等,2023;Liu等,2022;Wang等,2023)。中国长期以来在全球水产养殖和消费方面发挥了关键作用。进一步研究水产品中沙门氏菌的流行情况对于保障人类健康和经济利益至关重要。然而,关于水生NTS中的抗菌耐药性(AMR)趋势、耐药基因和血清型动态的系统性全国监测和纵向基因组证据仍然有限。
本研究提供了2015年至2022年间中国水产品中728株NTS的分基因组流行病学概况和抗菌耐药性(AMR)数据。此外,我们对这些分离株进行了比较基因组分析,以确定其基因组特征以及这一时期AMR、ARGs和血清型的变化趋势。这里提供的数据将为水产养殖者、临床医生和相关政策制定者在加强水产养殖和对抗抗生素感染方面提供更好的依据。
部分内容摘要
细菌采集与鉴定
作为中国国家食品安全风险监测计划的一部分,2015年至2022年间从中国23个省和3个直辖市收集的零售水产品中分离出了共计728株食源性沙门氏菌。所有菌株均按照GB 4789.4中描述的方法进行检测和鉴定。国家监测采样框架和程序已在先前的研究中有所描述(Li, Li等,2025)。简而言之,
NTS分离株的分布特征
2015年至2022年间收集的728株样本来自中国的23个省和3个直辖市。详细信息见表S2,分离株的时间分布见图1A。根据中国南北分界线(秦岭-淮河线),南部14个省检测到的分离株数量(490/728,67.30%)多于北部12个省(238/728,32.70%)(P < 0.01,见表S4)。就水源类型而言,
讨论
水产品中NTS的广泛存在和抗菌耐药性(AMR)对食品安全和公共卫生系统构成了严峻挑战(Ali等,2020;Majeed等,2024;Miao等,2022)。尽管已在多种食品中检测到NTS(Hu等,2018),但关于其在水产品中的流行情况、抗菌耐药性和毒力决定因子的数据仍然有限。本研究通过分析2015年至2022年间从中国水产品中分离出的728株NTS,提供了额外的数据。
结论
总之,我们的研究结果表明,中国水产品中MDR NTS的流行率很高,突显了它们在NTS传播中的潜在作用。这些产品中的分离株表现出较高的血清型异质性和种群多样性,其中ST26_S.Thompson成为主要克隆类型。此外,本研究中发现的许多血清型和序列型也存在于人类、牲畜和家禽中,表明可能存在跨环境传播。因此,我们的发现应引起
作者贡献声明
赵兰欣负责数据分析、结果可视化及手稿撰写。胡玉杰和赵兰欣负责实验和数据收集。赵建云、郑瑞成和李雪飞提供了实验材料和分析工具。郑洁英和李兰琪提供了用于研究的菌株。李白协助筹集资金。李白和徐建国参与了概念构思、项目管理和手稿审查。所有
未引用参考文献
Authority, 2024
Bank, W, 2022
CDC, 2023
Chen等,2021
China and o. S. o., 2024
Studies, C. f. F. D. S, 2023
UK, S.o, 2021
WHO·., 2024
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了中国国家重点研发计划(2022YFD1800400)的支持。