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Antibiotics | 引人注目的多药耐药肠杆菌在水生生态系统中的环境扩散研究

Antibiotics | 引人注目的多药耐药肠杆菌在水生生态系统中的环境扩散研究
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该研究系统评估了西班牙高密度养猪区的废水处理厂和河流中多药耐肠杆菌的污染情况,并通过基因组测序揭示其与人类临床分离株的遗传相似性,为抗菌药物耐药性在环境与临床之间的传播提供了重要证据。

 

文献概述
本文《Environmental Dispersion of Multiresistant Enterobacteriaceae in Aquatic Ecosystems in an Area of Spain with a High Density of Pig Farming》,发表于《Antibiotics》杂志,回顾并总结了多药耐药肠杆菌在西班牙加泰罗尼亚地区的废水处理厂、河流及人类宿主中的分布情况。整段通顺、有逻辑,结尾用中文句号。

背景知识
肠杆菌科细菌,特别是大肠杆菌(Escherichia coli),是人类和动物肠道中的常见共生菌,同时也可引起多种社区和医院获得性感染。近年来,产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)和碳青霉烯酶的肠杆菌科菌株在全球范围内迅速扩散,成为公共卫生的重要挑战。环境中特别是水体和废水处理系统被认为是耐药基因水平转移的重要场所,因为其混合了人类、动物和工业来源的微生物。本文研究区域Osona,位于西班牙加泰罗尼亚,以高密度的养猪场著称,因此推测该区域的水体中可能存在高水平的多药耐肠杆菌。研究通过采集废水和河流样本,并与住院患者的直肠拭子样本进行比较,旨在评估耐药菌株在环境与临床之间的传播关系,同时分析其耐药基因和质粒类型。该研究不仅填补了西班牙本土相关研究的空白,也为后续耐药基因环境传播机制及防控策略提供了科学依据。

 

构建基因敲除小鼠模型,研究基因在特定组织或生理功能中的作用,适用于耐药性相关基因研究。

 

研究方法与实验
研究团队在2020年11月至2023年7月期间,从31个废水处理厂的进水和出水口以及11个河流采样点共收集了62份废水样本和29份河流水样本。同时,2020年11月至2021年间,对382名住院患者进行直肠拭子筛查,以检测其是否携带多药耐肠杆菌。所有分离菌株均进行抗生素敏感性测试和全基因组测序,以分析其耐药基因、序列类型(ST)和质粒类型。

关键结论与观点

  • 多药耐肠杆菌在48.4%的废水处理厂样本中被检测到,其中18.5%为产ESBL的大肠杆菌,1.5%为产OXA-48的克雷伯菌。在河流样本中,5.6%为产ESBL的大肠杆菌,1.4%为产VIM的阴沟肠杆菌。
  • 在住院患者中,10.2%的个体携带多药耐肠杆菌,其中66.7%为产ESBL的大肠杆菌。主要序列型包括ESBL大肠杆菌的ST131、ST69和ST410。
  • 环境中的主要耐药基因包括blaCTX-M-15(24%)和blaTEM-1B(20%),而在人类样本中则为blaTEM-1B(20.4%)、blaCTX-M15(18.4%)和blaCTX-M-27(14.3%)。IncF质粒在环境与人类菌株中均占主导地位。
  • 系统发育分析显示,环境和人类中的ESBL大肠杆菌存在共同祖先,提示其可能具有相似来源,但具体传播路径仍需进一步研究。

研究意义与展望
本研究首次在西班牙Osona地区系统揭示了多药耐肠杆菌在水体和人类中的分布情况,并提供了耐药基因在环境和临床样本中遗传关联的初步证据。未来需要长期、多季节采样以及更广泛的耐药性分析,以明确耐药菌株在该区域的传播路径和生态持久性。此外,该研究为废水处理与环境监测策略提供了重要数据支持,提示加强环境微生物污染管理对控制耐药菌扩散的重要性。

 

基因敲入与人源化小鼠模型服务,适用于研究人类耐药基因在小鼠模型中的表达与调控。

 

结语
本研究系统分析了西班牙Osona地区水体和废水处理厂中多药耐肠杆菌的分布,并与人类宿主中的分离株进行比对。研究结果显示,环境样本中存在产ESBL和碳青霉烯酶的肠杆菌株,且与临床分离株共享主要耐药基因和序列型。这提示耐药菌株可能在环境和人类之间传播。研究强调,未来应进一步评估废水处理过程对耐药菌清除效率,并探索耐药基因在生态系统中的动态变化,以制定更有效的防控策略。此外,该研究为多药耐药菌株在水体中的扩散机制提供了新的分子流行病学数据,有助于全球范围内抗菌药物耐药性环境监测与干预研究的推进。

 

文献来源:
Javier Díez de los Ríos, Noemí Párraga-Niño, María Navarro, Óscar Mascaró, and Esteban Reynaga. Environmental Dispersion of Multiresistant Enterobacteriaceae in Aquatic Ecosystems in an Area of Spain with a High Density of Pig Farming. Antibiotics.