孟加拉国黑孟加拉山羊中产志贺毒素大肠杆菌的检测及人畜共患病意义

《Veterinary Medicine and Science》：Detection and Zoonotic Implications of Shiga Toxin–Producing Escherichia coli in Black Bengal Goats in Bangladesh

　　

背景
产志贺毒素大肠杆菌（Shiga toxin–producing Escherichia coli, STEC）是一种重要的人畜共患病原体，因其与食源性疾病的相关性而成为全球公共卫生问题。
目的
本研究旨在确定孟加拉国黑孟加拉山羊中STEC和一般大肠杆菌（Escherichia coli）的携带率，并评估其与人畜共患传播相关的风险因素。
方法
研究人员于2023年7月至2024年6月期间，从Shahedul Alam Quadary教学兽医医院及其周边地区采集了300只山羊（200只腹泻和100只健康）的样本。将直肠-肛门连接处拭子分别接种于MacConkey琼脂、伊红美蓝琼脂（Eosin Methylene Blue agar）和添加头孢克肟-亚碲酸钾的山梨醇MacConkey琼脂（cefixime-tellurite–supplemented Sorbitol MacConkey agar）上进行培养。对山梨醇非发酵菌落进行单重聚合酶链式反应（uniplex PCR）检测stx1、stx2、hlyA基因，并通过多重聚合酶链式反应（multiplex PCR）检测eae、ehxA、saa和subA基因。
结果
总体而言，4.3%的分离株为山梨醇非发酵菌。分子鉴定显示，来自腹泻山羊的一株分离株（0.3%）携带stx2和ehxA基因，而来自健康山羊的另一株分离株（0.3%）对saa和subA呈阳性。没有分离株携带stx1、hlyA或eae基因。腹泻山羊中大肠杆菌（非STEC）的分离率显著高于健康山羊（p = 0.001）。风险因素分析显示，一般大肠杆菌携带率与几个因素显著相关，包括频繁的儿童-动物接触（OR = 2.45, p = 0.031）、共享生活空间（OR = 2.36, p = 0.045）以及靠近积水区域的农场（OR = 3.72, p = 0.008）。混合牲畜饲养和季节性湿度也导致了大肠杆菌携带率的增加。
结论
这些发现虽然显示总体流行率较低，但证明黑孟加拉山羊中存在多样化的毒力谱，包括与LEE阴性菌株中严重人类疾病相关的标志物。saa和subA的检出表明，这些山羊可能作为具有人畜共患潜力的非典型STEC菌株的储存宿主，这需要更广泛的监测策略。

**论文解读：孟加拉国黑孟加拉山羊中产志贺毒素大肠杆菌的检测及其人畜共患病意义**

**研究背景与问题**
产志贺毒素大肠杆菌（Shiga toxin–producing *Escherichia coli*, STEC）是一种全球重要的食源性人畜共患病原体，可导致出血性结肠炎和溶血性尿毒综合征（haemolytic uremic syndrome, HUS）。反刍动物（特别是牛）被认为是其主要储存宿主，但山羊等其他反刍动物同样可携带该病原体。在孟加拉国，黑孟加拉山羊（Black Bengal goats）占全国山羊总数的约90%，多在小农户系统中饲养，人与动物（尤其是妇女和儿童）接触密切，这增加了人畜共患传播的风险。然而，此前关于孟加拉国山羊（尤其是黑孟加拉山羊）中STEC携带率的数据极为有限，且缺乏对一般大肠杆菌（*E. coli*）流行风险因素的认识。由于大肠杆菌是粪便污染的指示菌，评估其携带率对了解包括STEC在内的肠道病原体潜在暴露至关重要。本研究旨在通过系统采样和分子检测，评估黑孟加拉山羊中STEC及一般大肠杆菌的流行率，并识别相关的风险因素，为制定疾病防控策略提供依据。该论文发表于《Veterinary Medicine and Science》。

**主要技术方法**
研究人员采用横断面调查设计，于2023年7月至2024年6月从孟加拉国Chattogram的Shahedul Alam Quadary教学兽医医院及周边农村地区采集300只黑孟加拉山羊（200只腹泻、100只健康）的直肠-肛门连接处拭子。样本经增菌后，先后在MacConkey琼脂、伊红美蓝琼脂（Eosin Methylene Blue agar, EMB）和添加头孢克肟-亚碲酸钾的山梨醇MacConkey琼脂（CT-SMAC）上进行选择性培养和表型鉴定。对CT-SMAC上的山梨醇非发酵菌落，通过单重聚合酶链式反应（uniplex PCR）检测志贺毒素基因（*stx1*、*stx2*）和溶血素基因（*hlyA*），并通过多重聚合酶链式反应（multiplex PCR）检测紧密素基因（*eae*）、肠溶血素基因（*ehxA*）、STEC自凝黏附素基因（*saa*）和枯草酶细胞毒素基因（*subA*）。同时，通过结构化问卷和直接观察收集动物个体、饲养管理、环境暴露及人-动物接触等数据，利用卡方检验和逻辑回归分析风险因素。

**研究结果**

**3.1 大肠杆菌的分离率与毒力谱**
通过MacConkey琼脂培养，300只山羊中有169只检出大肠杆菌（非STEC），腹泻山羊的分离率（110/200）显著高于健康山羊（59/100）（p = 0.001）。其中117个分离株在EMB琼脂上产生金属光泽，13株在CT-SMAC上呈现山梨醇非发酵表型。对这13株的分子鉴定显示，仅2株（占总山羊数的0.67%）携带至少一种毒力标志物：1株来自腹泻山羊，携带*stx2*和*ehxA*基因；另1株来自健康山羊，携带*saa*和*subA*基因，但未检出*stx*和*eae*。所有13株均对*stx1*、*eae*和*hlyA*呈阴性。

**3.2 人口统计学与健康变量**
成年山羊的阳性率（84%）高于幼崽（16%），但差异无统计学意义（p = 1.00）；雌性（62%）高于雄性（38%），也无显著性（p = 0.92）。健康状况与大肠杆菌携带显著相关：腹泻山羊阳性率（79%）远高于健康山羊（21%）（p = 0.001）。体况评分（BCS）是重要预测因子：恶病质山羊阳性率最高（79%），其后依次为RBC（14%）、CPD（7%）和GBC（1%）（p = 0.001），表明体况差与细菌脱落强相关。

**3.3 饲喂与供水**
仅圈养饲喂的山羊阳性率（8%）显著低于混合饲喂的（92%）（p = 0.92）。青草供应无显著影响（p = 0.18）。饮水源方面，饮用塘水的山羊阳性率（67%）高于管井水（33%），但差异不显著（p = 0.13）。

**3.4 抗生素与抗寄生虫药物使用**
有抗生素使用史的山羊阳性率（15%）低于未使用者（85%），但无显著性（p = 0.21）。抗寄生虫药物使用有显著影响：按兽医处方治疗的山羊阳性率（32%）低于非处方用药的（68%）（p = 0.02）。

**3.5 粪便管理**
粪便处理方式与大肠杆菌流行显著相关：采用露天处理的农场阳性率（72%）高于堆肥处理（28%）（p = 0.003），表明改进粪便管理可减少环境污染和传播。

**3.6 人-动物接触**
频繁接触儿童和妇女的家中山羊阳性率（66%）显著高于接触少的（34%）（p = 0.04）。高接触环境中常见共用生活空间和器皿，且很少使用防护装备，可能导致交叉污染。

**3.7 环境暴露与季节性**
靠近积水区域或湿地的山羊阳性率（71%）显著高于干燥区域（29%）（p = 0.01），且湿地附近农场的媒介（苍蝇）密度更高。季节性也显著影响：季风季节阳性率（69%）高于旱季（31%）（p = 0.005），可能与湿度增加和媒介活动有关。

**3.8 风险因素分析**
因仅一株（0.3%）被确认为*stx2*阳性，无法对STEC特异的风险因素进行统计分析。针对一般大肠杆菌携带的风险因素分析显示：儿童频繁接触动物的家庭阳性率24.1% vs. 11.4%（OR = 2.45, p = 0.031）；共享生活空间（山羊紧邻厨房或卧室）阳性率21.7% vs. 10.5%（OR = 2.36, p = 0.045）；靠近积水区域阳性率28.6% vs. 9.8%（OR = 3.72, p = 0.008）；存在混合牲畜物种阳性率23.5% vs. 12.1%（OR = 2.23, p = 0.041）；季风季节媒介密度高时阳性率25.0% vs. 13.3%（OR = 2.17, p = 0.038）；7–9月（季风期）阳性率27.8% vs. 10.2%（OR = 3.12, p = 0.015）。

**讨论总结与结论翻译**
**讨论总结**：本研究发现黑孟加拉山羊中山梨醇非发酵大肠杆菌的总体携带率为4.3%，但经分子确认的STEC（携带*stx2*基因）比例仅0.3%，低于以往报道。仅凭CT-SMAC上无色表型不能准确推测STEC血清群，需分子确认。一株健康山羊来源的分离株携带*saa*和*subA*基因（缺乏*stx*和*eae*），提示这些山羊可能作为非典型STEC的储存宿主，这类菌株虽为LEE阴性（locus of enterocyte effacement-negative）但仍具致病潜力。*stx2*阳性分离株同时携带*ehxA*，而*ehxA*常与高致病性STEC相关。宿主和管理因素（如体况差、腹泻、露天粪便处理、靠近湿地）与一般大肠杆菌携带显著相关。人-动物密切接触增加了传播风险，具有公共卫生意义。未来应开展更全面的分子特征研究，包括血清分型和耐药谱分析。

**研究结论翻译**：基于RAJ样本在CT-SMAC上的表型特征，4.3%的黑孟加拉山羊被鉴定为山梨醇非发酵大肠杆菌的携带者。通过更全面的分子方法，本研究不仅鉴定出*stx2*，还发现了辅助毒力标志物（包括*ehxA*、*saa*和*subA*）。这些发现表明孟加拉国黑孟加拉山羊携带多样化的STEC相关毒力因子，包括与LEE阴性菌株严重疾病相关的因子。非STEC大肠杆菌在临床患病（腹泻）山羊中的分离率显著高于外表健康山羊。尽管总体STEC携带率较低，但这些毒力标志物的存在突显了这些动物的人畜共患潜力。此外，已识别的宿主、环境和管理相关风险因素强调了改善小农户系统卫生和农场管理实践的重要性。总体而言，这些结果提示未来监测计划应纳入更广泛的毒力基因面板，以更好地评估公共卫生风险并理解STEC在山羊群体中的流行病学。