研究背景

抗生素是用于预防和治疗细菌感染的药物。然而，当细菌因使用抗生素而发生改变时，就会产生抗生素耐药性 (AMR)。抗生素耐药性已成为21世纪全球公共卫生的严重威胁之一，它不仅阻碍了医学的发展，同时也严重影响了人类健康并加重了疾病的经济负担。产超广谱β-内酰胺酶大肠埃希菌 (ESBL-Ec) 在临床上容易引起各种感染，特别是尿路感染 (UTI) 和血流感染，所引发的感染具有治疗选择有限、疾病负担高、预后差等特点。当前国内外有关耐药菌和耐药基因的研究多聚焦于畜禽养殖环境、医院临床环境、自然水环境和污水处理厂 (WWTP) 环境等，而针对蔬菜种植区的研究相对较少。这忽视了蔬菜种植区内耐药菌与耐药基因造成的公共卫生问题。蔬菜种植人群在ARB与ARGs的传播和流行中扮演了重要角色，但是目前相关研究并未明确阐明这一问题。因此需要我们进一步探讨该人群在蔬菜种植区抗生素耐药性传播中所发挥的重要作用。

研究过程与结果

研究对象：每公里选择一个蔬菜大棚的主人作为调查对象，共确定59位调查对象，以确保研究抽样的代表性。分别收集了调查对象的粪便样品及其周围的环境样品，采样地图如图1所示。

图1.采样地图 (红色标点为蔬菜种植区位置，白色标点为蔬菜大棚位置)。

研究结果：PFGE指纹图谱显示，蔬菜种植区内不同来源分离株具有高度的遗传相似性 (图2)。52株ESBL-Ec分离株共有26种独特的PFGE模式 (A-Z), 共鉴定出12组具有同源性的菌株 (每组均由2个及以上菌株组成)，其中4组的分离株来自不同介质，其余8组均来分离自6个不同村庄居住的种植人员粪便样品。根据PFGE指纹图谱推断出的该蔬菜种植区内ESBL-Ec的两种主要传播模式为：种植人员之间；种植人员与河水环境、河流沉积物之间。

图2.蔬菜种植区内不同样品ESBL-Ec分离株的PFGE指纹图谱。(注：以85%为临界值，红色方框标出的为界值≥85%的亲缘关系密切的分离株)

与NCBI数据库中下载的山东省内不同时间和来源的菌株全序列比对并进行系统发育分析结果显示 (图3)。据此，我们总结了山东省ESBL-Ec传播的三种常见模式：种植人群和医院临床人群之间 (A)；种植人群、动物和医院临床人群之间 (C)；种植人群、动物和环境 (WWTP) 之间 (B)。

图3.2012年10月-2024年3月山东省不同时间、不同来源的ESBL-Ec分离株与蔬菜种植人员肠道定植ESBL-Ec的SNP系统发育分析图 (系统发育树外的标签分别标注了菌株 (SNPs <10) 的分离时间、分离来源、ST型别、血清型和β-内酰胺耐药基因类型)。

研究总结

研究结果表明，蔬菜种植区种植人群存在ESBL-Ec的广泛肠道定植现象。种植人群肠道定植ESBL-Ec在蔬菜区内的来源有三种：其他种植人员，河水和河流沉积物。ESBL-Ec在蔬菜区内的两种传播模式为：种植人员之间；河流、河流沉积物和种植人员之间的传播。ESBL-Ec在蔬菜区外的三种常见传播模式是：人-人、人-动物-人、人-动物-环境 (WWTP)。这一研究结果说明了各种人-动物-环境之间的活动增加了ESBL-Ec传播流行的风险。IncF质粒在bla_CTX-M在蔬菜种植区的传播中发挥了重要作用。ST569-B2-O134:H31和ST38-D-O50:H30型别菌株携带与高疾病风险相关的毒力基因，对种植人群的健康构成潜在威胁。这提示我们采取相应措施来减少ESBL-Ec的肠道定植以及对已定植人员进行去定植来降低人群健康风险、控制ESBL-Ec远距离持久传播是必要的。

原文出自 Microorganisms 期刊：https://www.mdpi.com/3096726

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/microorganisms

Microorganisms 期刊介绍

主编：Nico Jehmlich, UFZ-Helmholtz Centre for Environmental Research, Germany

期刊主题涵盖微生物学的各个研究领域，主要发表环境、植物、食品、肠道、医药、技术等微生物相关领域的学术文章。现已被 SCIE (Web of Science)、PubMed (NLM)、Scopus 等重要数据库收录。

2023 Impact Factor：4.1

2023 CiteScore：7.4

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Acceptance to Publication：2.7 Days