中国北方五省牛源大肠杆菌的抗菌药物耐药性及其基因组特征

《BMC Genomics》：Antimicrobial resistance and genomic characteristics of bovine Escherichia coli from five northern provinces of China

　　

摘要

背景

来自生产食品的动物的大肠杆菌是抗生素抗性基因的重要储存库。为研究中国北方与牛相关的大肠杆菌的基因组及抗菌素抗性特征，研究人员从五个省份收集了143份粪便样本进行检测。

结果

在143份牛粪便样本中共分离出112株大肠杆菌，分离率在60%到100%之间。纸片扩散试验显示，这些菌株对氨苄西林（81.25%）、头孢噻肟（75.89%）和四环素（75.89%）具有高度抗性，其中68.75%的菌株为多重耐药菌。对112株菌株的全基因组测序结果显示，存在47种多基因序列类型（尤其是ST69、ST1431、ST10和ST58）以及63种血清型。不同省份间亲缘关系相近的菌株表明，各地存在基因相关的与牛相关的菌系。共检测到74种抗生素抗性基因亚型，主要属于氨基糖苷类和β-内酰胺类抗性基因。值得注意的是，arr-3、floR、mdf(A)、qnrS1和tet(A)等抗生素抗性基因在不同省份的分布存在差异（p?<?0.05），说明不同采样地点的抗生素抗性基因特征存在差异。总体而言，基因型与表型存在一致性，但不同类别的抗生素抗性基因的一致性程度有所不同。毒力分析显示，与黏附相关的基因较为常见，尤其是fimH和entA-D，而仅有3株菌株根据毒力标志被归类为典型的致泻性大肠杆菌。共鉴定出41种质粒复制子类型，其中IncFIB和IncHI2出现频率最高且分布最广。检测到的质粒复制子类型数量与抗生素抗性基因及毒力因子基因的数量呈正相关。

结论

本研究为中国北方的与牛相关的大肠杆菌提供了重要的基因组学数据，同时强调了质粒在抗生素抗性基因携带及抗性特征形成中的作用。这些发现表明，需要在“同一健康”框架下持续开展基因组监测。