赞比亚选定地区集约化养殖与散养鸡中产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌的抗菌药物敏感性谱

《Veterinary Medicine and Science》：Antimicrobial Susceptibility Profiles of Extended-Spectrum β-Lactamase-Producing Escherichia coli Isolated From Intensively Reared and Free-Range Chickens in Selected Districts of Zambia

　　

家禽中产超广谱β-内酰胺酶（Extended-spectrum β-lactamase, ESBL）的大肠杆菌是一个日益突出的“同一健康”（One Health）关注问题，然而撒哈拉以南非洲地区关于集约化养殖与散养系统的比较数据仍然稀少。本研究旨在比较赞比亚中央省集约化养殖与散养鸡中产ESBL大肠杆菌的流行率、敏感性谱和β-内酰胺酶基因组成。在一项横断面研究（2021年3月至4月）中，从Kabwe和Kapiri Mposhi地区的七个兽医营地共采集了112份混合粪便样本（每种生产系统56份；每个采样点10只禽鸟），并在24小时内处理。通过添加2 mg/L头孢噻肟的MacConkey琼脂分离推定的产ESBL大肠杆菌，并通过生化方法鉴定。根据CLSI M100（2020）标准，采用Kirby–Bauer纸片扩散法测试了11种抗菌药物的敏感性，并通过组合纸片协同试验确认ESBL的产生。采用多重聚合酶链反应（multiplex polymerase chain reaction, multiplex PCR）检测blaCTX-M、blaTEM和blaSHV基因。使用Fisher精确检验比较比例，并计算95% Wilson置信区间（confidence intervals, CIs）。从13/112份混合样本（11.6%，95% CI：6.9%–18.9%）中分离出产ESBL大肠杆菌，集约化养殖鸡（7/56，12.5%）与散养鸡（6/56，10.7%）之间无差异（p = 1.00）。所有13个分离株均为多药耐药性（multidrug-resistant, MDR），对四环素和头孢噻肟的耐药率最高（均为100%），其次是链霉素（84.6%）和磺胺甲噁唑-甲氧苄啶（69.2%）。所有13个分离株均存在blaCTX-M，4株（30.8%）存在blaTEM，1株（7.7%）存在blaSHV，5个分离株中存在基因共携带。由blaCTX-M驱动的多药耐药产ESBL大肠杆菌在两种生产系统中以相似水平传播，这与环境传播一致。有必要实施集成的“同一健康”监测和抗菌药物管理策略。

抗菌药物耐药性（Antimicrobial resistance, AMR）是全球公认的公共卫生威胁，但在许多低收入和中等收入国家，关于抗菌药物使用情况、耐药性流行率及其对人类健康下游影响的全面数据仍然有限。家禽养殖日益被认为是耐药性大肠杆菌在选择、扩增和传播方面的重要节点。在赞比亚，家禽产业是畜牧业的核心支柱，但由于面临巨大的传染病负担和市场需求的双重压力，促生长和预防性使用抗菌药物的现象普遍存在，这是耐药性出现的公认驱动因素。超广谱β-内酰胺酶（Extended-spectrum β-lactamase, ESBL），尤其是CTX-M型酶，已成为肠杆菌目细菌对头孢菌素产生耐药性的主要机制，引起人类严重的肠外感染。尽管赞比亚在国家层面采取了应对AMR的行动，但关于家禽特别是集约化养殖与散养系统中产ESBL大肠杆菌携带情况的比较研究仍存在关键的证据空白。在此背景下，研究人员开展了一项研究，旨在比较赞比亚选定地区集约化养殖与散养鸡中产ESBL大肠杆菌的抗菌药物敏感性谱。该研究得出结论，由blaCTX-M驱动的多重耐药产ESBL大肠杆菌在两种养殖系统中以相似水平传播，表明散养家禽并非低风险宿主，这强调了“同一健康”框架下跨部门监测与抗菌药物管理的重要性。该论文发表在《Veterinary Medicine and Science》期刊。研究的主要技术方法包括：从赞比亚中央省Kabwe和Kapiri Mposhi地区的七个兽医营地收集112份混合粪便样本进行横断面研究。采用添加头孢噻肟的MacConkey琼脂进行细菌分离及生化鉴定；运用Kirby–Bauer纸片扩散法进行11种抗菌药物的药物敏感性测试；使用组合纸片协同试验进行ESBL表型确认；利用多重聚合酶链反应（multiplex polymerase chain reaction, multiplex PCR）进行blaCTX-M、blaTEM和blaSHV基因分型；最后通过Fisher精确检验进行数据统计分析。

采样分布
研究共采集了112份混合粪便样本，其中Kabwe地区77份，Kapiri Mposhi地区35份，集约化养殖与散养系统各占56份，样本覆盖了除Munga North外的所有兽医营地。

产ESBL大肠杆菌的流行率及生产系统间的比较
通过表型确认结核，13份混合样本中分离出产ESBL大肠杆菌，总体流行率为11.6%。按生产系统分层，集约化养殖群和散养群的流行率分别为12.5%和10.7%。Fisher精确检验显示两种系统之间的差异不具有统计学意义（p = 1.00），表明二元分类的养殖系统本身不能预测ESBL的携带风险。

ESBL分离株的抗菌药物敏感性谱
13个表型确认的产ESBL大肠杆菌分离株表现出广泛的多药耐药性。所有分离株对四环素和头孢噻肟的耐药率为100%，对链霉素和磺胺甲噁唑-甲氧苄啶的耐药率也较高。部分分离株对庆大霉素、萘啶酸和环丙沙烷表现出中度耐药，而对诺氟沙星和头孢曲松的耐药率极低。所有13个分离株均符合多药耐药性（multidrug-resistant, MDR）的标准，且两个养殖子集的耐药谱在性质上相似。

ESBL基因分布
通过基因检测发现，所有13个表型确认的ESBL分离株均携带blaCTX-M基因，其中部分携带blaTEM（30.8%）和blaSHV（7.7%）。基因共显现象普遍存在，包括blaCTX-M + blaTEM和blaCTX-M + blaSHV的组合，甚至有1株同时携带这三种基因。其余阴性样本未检测到这三种目标基因。

讨论部分总结表明，本研究提供了赞比亚集约化与散养鸡中产ESBL大肠杆菌携带情况的首个分子支持比较数据。两种生产系统相似的携带率说明环境宿主、人类媒介的鸟类和饲料移动以及水平基因转移在维持ESBL传播中起重要作用，即使在农场抗菌药物使用量较低的情况下依然如此。局限性在于基因分型仅限于三种常见基因，未进行测序以确定CTX-M亚型，且横断面研究的样本量有限，缺乏农场级抗菌药物使用数据。研究结论明确指出，多重耐药、由blaCTX-M驱动的产ESBL大肠杆菌在赞比亚的集约化养殖和散养鸡中均存在且水平相当。这些发现挑战了散养家禽代表低风险宿主的普遍假设，强调了需要将监测和管理范围扩大到小型散养家禽领域，加强农民教育，执行合理的抗菌药物使用和休药期规定，并将动物、人类和环境监测相结合，作为赞比亚AMR国家行动计划的紧急优先事项。