北京地区食源性大肠杆菌重金属、消毒剂抗性及其与耐药性的关联性研究

【作者】 杨璐； 吴萱； 李会； 汪洋； 邵兵；

【机构】 北京市疾病预防控制中心； 中国农业大学动物医学院； 首都医科大学公共卫生学院；

【摘要】 长期以来,畜禽养殖业中抗生素的大量使用导致动物源性食品中耐药性问题越来越严重,严重威胁到食品安全和人类健康。有研究表明重金属、消毒剂的使用同样可以诱导细菌产生共耐药或交叉耐药。因此,深入了解大肠杆菌中耐药基因与重金属、消毒剂抗性基因之间的关系,对于了解其共传播机制以及制定相关防控策略具有重要意义。本研究在北京6个区域采集的动物源性食品（鸡肉和猪肉）中分离得到大肠杆菌343株,并进行全基因组测序,同时结合NCBI中下载所得北京地区2018-2021年人源大肠杆菌数据（n=323）,比较不同来源菌株耐药基因（ARGs）以及重金属、消毒剂抗性基因（BMRGs）流行分布的差异,并通过统计学方法探究这些菌株中ARGs和BMRGs之间的相关性。研究发现北京不同地区菌株在进化关系上分布均匀,没有地区特异性的集中分布现象,而食源菌株与人源菌株的主要ST型不同,表明不同种系大肠杆菌对宿主、环境具有一定偏好性。耐药基因携带情况上来看,人源菌株平均携带耐药基因个数最多（11.7）,其次是鸡肉源（10.2）,猪肉源最少（7.0）。四环素耐药基因tet（A）在64.0%的菌株中检测到,bla_TEM-1B、sul2、aph（6）-Id、aph（3"）-Ib在人源中的分离率（54.5%-73.7%）显著高于鸡肉源和猪肉源（26.4%-39.7%）,兽医专用药氟苯尼考的耐药基因folR在鸡肉源（46.4%）和猪肉源（47.3%）中高于人源（35.0%）。季铵盐类抗性基因qacEΔ1和介导锰、铁、过氧化物的sit基因的分离率在不同来源有显著差异,其中人源最高（58.8%,68.7%）、鸡肉源次之（24.6%,45.6%）,猪肉源最低（5.5%,20.9%）,而银抗性基因sil在猪肉源分离率（40.7%）显著高于鸡肉源（15.9%）和人源（3.1%）。相关性结果显示铜抗性基因簇pco与银抗性基因sil具有显著相关性,根据以往的研究,铜银抗性基因簇通常在同一转移元件,铜、锌等饲料添加剂等在养殖业中的使用可以对它们进行共同筛选。碲抗性基因簇ter与季铵盐类抗性基因qacF显著相关,同时它们与aadA2、cmlA1、sul3 ant（3"）-Ia、aph-（3’）Ia、lnu（F）等多个耐药基因均显著相关。另外,鸡肉源样本中sit与floR、bla_TEM-1B、sul2、mph（A）、tet（A）等耐药基因具有显著相关性,药物的选择压力可能会促进sit在鸡肉中的流行。结果显示食品源与人源菌株遗传背景有一定差异,耐药基因与重金属、消毒剂抗性基因流行分布特征随药物或饲料添加剂的使用而异,多种耐药基因与重金属、消毒剂抗性基因具有相关性,可能位于同一转移元件,耐药性的流行传播受重金属、消毒剂和抗生素使用的共同影响,这提示我们未来的耐药性防控策略需要多角度全面的开展。更多还原