《Scientific Reports》:Prevalence, antimicrobial resistance, and virulence factors of Enterococcus spp. infecting broiler chickens in Egypt
编辑推荐:
粪肠球菌属(Enterococcus spp.)是肉鸡中的潜在病原体,除造成经济损失外,还具有在不同细菌物种间获取和传播抗菌药物抗性基因(AMRGs)的强大能力。本研究旨在调查埃及基纳(Qena)和索哈格(Sohag)省肉鸡中肠球菌感染的 occurrence
粪肠球菌属(Enterococcus spp.)是肉鸡中的潜在病原体,除造成经济损失外,还具有在不同细菌物种间获取和传播抗菌药物抗性基因(AMRGs)的强大能力。本研究旨在调查埃及基纳(Qena)和索哈格(Sohag)省肉鸡中肠球菌感染的 occurrence,确定肠球菌分离株的抗菌药物敏感性及毒力因子(VFs),并通过PCR筛查1类和2类整合子(integrons)。研究人员从30个不同商品化农场的1至35日龄患病肉鸡中采集120份样本。对禽只进行临床和细菌学肠球菌检查,随后测定分离株的抗菌药物敏感性及毒力因子,并通过PCR检测部分基因。肠球菌从22.5%受检禽只中分离得到,鉴定为屎肠球菌(E. faecalis)、粪肠球菌(E. faecium)和鸡肠球菌(E. gallinarum),流行率分别为11.7%、7.5%和3.3%。感染禽只表现为跛行、体重减轻、关节炎、雏鸡卵黄囊感染,部分禽只出现败血症和心内膜炎。所有肠球菌分离株均产明胶酶(gelatinase),其中18.5%和81.5%分别为β-溶血性和不同等级的生物膜形成者。就分离株的抗菌药物敏感性而言,63%为多重耐药(MDR)肠球菌,其中1类整合子阳性分离株中MDR发生率更高(70.6%)。PCR显示,分别有100%、81.5%、74.1%、74.1%、48.1%、37.0%、7.4%和3.7%的分离株携带gelE、aac(6′)/aph(2″)、ermB、tetM、int1、cylA、vanA和int2基因。本研究证实肉鸡中致病性MDR肠球菌高流行,对家禽健康构成危害并具潜在公共卫生意义。此外,据研究人员所知,本研究首次报道埃及肠球菌中1类整合子高流行。因此,亟需实施严格的生物安全协议和审慎的抗菌药物管理策略。
研究背景与立项依据
肠球菌属(Enterococcus spp.)为革兰氏阳性兼性厌氧球菌,是哺乳动物、鸟类及爬行动物胃肠道常驻菌群,同时作为机会性病原体可引发禽类关节炎、骨髓炎、心内膜炎及雏鸡卵黄囊感染,造成生长迟缓与屠宰废弃等经济损失。该菌属凭借可移动遗传元件(MGEs)快速获得并水平转移抗菌药物抗性基因(AMRGs),其中1类与2类整合子(class 1 and 2 integrons)在革兰氏阳性菌中近年才被确认参与多重耐药(MDR)形成。埃及肉鸡产业占全国禽肉消费约95%,但既往关于肠球菌在肉鸡中的研究多集中于其他省份,基纳与索哈格省尚无报道,且埃及范围内关于禽源肠球菌携带整合子的数据缺失。鉴于禽源肠球菌可能经食物链向人群传播耐药基因,研究人员于《Scientific Reports》发表本研究,系统调查两省肉鸡肠球菌感染率、表型与基因型耐药谱、毒力因子(VFs)及整合子分布,为“同一健康(One Health)”框架下的防控提供依据。
主要技术方法概述
研究人员在埃及基纳与索哈格省30个商品化肉鸡场随机采集1–35日龄患病禽只组织样本(卵黄囊、心、肝、肺、脾、关节)共120份,经胆汁七叶苷叠氮琼脂初筛、VITEK 2 Compact系统鉴定到种;以血平板、明胶平板及微孔板结晶紫法分别测定β-溶血、明胶酶与生物膜形成(BF)表型;采用Kirby-Bauer纸片扩散法对15种抗菌药物判读敏感性并按≥3类耐药定义为MDR;提取基因组DNA后PCR扩增gelE、aac(6′)/aph(2″)、ermB、tetM、vanA、int1、int2、cylA等靶基因;最后用Fisher精确检验分析表型—基因型及整合子与MDR关联。
研究结果
临床与剖检发现
患病肉鸡表现精神沉郁、羽毛蓬乱、跛行和减重;剖检见关节炎、败血症、心内膜炎及雏鸡卵黄囊炎,与肠球菌机会性感染特征一致。
肠球菌流行率与菌种组成
120份样本中27份(22.5%)分离出肠球菌,经VITEK 2鉴定为屎肠球菌(E. faecalis)14株(11.7%)、粪肠球菌(E. faecium)9株(7.5%)、鸡肠球菌(E. gallinarum)4株(3.3%),屎肠球菌为优势种。
毒力因子与对应基因
全部27株均表型产明胶酶且携gelE(100%);18.5%呈β-溶血,而cylA基因阳性率37.0%,两者显著不一致(P=0.001),提示溶血表型需完整cyl操纵子而非单基因决定;81.5%分离株具生物膜形成能力,其中屎肠球菌、粪肠球菌、鸡肠球菌中BF比例分别为85.7%、88.9%、50.0%。
抗菌药物耐药性与MDR
分离株对万古霉素(VA)100%敏感,对阿莫西林/克拉维酸(AMC)、恩诺沙星(ENR)敏感率均92.6%;对林可霉素(L)、四环素(T)耐药率最高(各66.7%),红霉素(E)63.0%,庆大霉素(CN)51.9%。63.0%为MDR。基因型上aac(6′)/aph(2″)、ermB、tetM、vanA阳性率分别为81.5%、74.1%、74.1%、7.4%;表型—基因型存在解离,如部分携vanA株VA敏感,部分携ermB株对红霉素敏感,反映基因静默或调控差异。77.8%林可霉素耐药株携ermB。
1类与2类整合子分布及关联
int1阳性率48.1%,int2阳性率3.7%,为埃及禽源肠球菌首次报道。int1阳性株中MDR比例达70.6%,且92.3%为BF阳性;统计显示int1与ermB携带及MDR显著相关,提示1类整合子作为MGEs促进AMRGs集聚与水平转移,并与生物膜群落内密切接触协同放大耐药传播。
讨论部分总结
研究人员指出,22.5%的分离率介于埃及其他省份7.7%–61.8%报道之间,反映地理与管理差异。屎肠球菌主导与多数家禽研究一致。毒力上gelE全覆盖支持明胶酶为核心侵袭因子;cylA阳性而溶血阴性归因为操纵子不完整或下调。MDR率63%与意、德家禽研究相近,但高于韩国零售鸡肉研究,指向埃及局部抗菌药物无序销售与促生长用药压力。万古霉素全敏感区别于埃及部分既往研究,但vanA隐匿携带警示未来演化风险。整合子数据中1类高流行且绑定MDR与BF,首次在埃及禽源系统呈现,呼应革兰氏阳性菌中整合子新兴角色;研究人员也坦承样本量限于两省、未用MIC与测序定位整合子基因盒为本研究边界。
结论翻译
本研究证实埃及基纳与索哈格省肉鸡中致病性MDR肠球菌高流行,对家禽健康构成危害并具有潜在公共卫生意义;此外,据研究人员所知,首次在埃及报道禽源肠球菌携带高比例1类整合子。因此,亟需紧急实施严格生物安全协议与审慎抗菌药物管理策略。