食源性大腸桿菌耐藥性與毒力特征的研究進(jìn)展

姬 華，張 玫，盧士玲，楊艷彬，朱泓全，唐雪姣，朱艷霞，王 楊

(石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子832000)

大腸桿菌(E.coli)，革蘭氏陰性無芽孢桿菌，周生鞭毛和菌毛，是人和溫血?jiǎng)游锬c道重要的兼性厭氧寄居菌群，也是水源和食品糞便污染指示菌。大腸桿菌通常對(duì)人體無害，是人和溫血?jiǎng)游锬c道中的優(yōu)勢(shì)菌群，在大腸桿菌屬中還存在一些特殊血清型的大腸桿菌對(duì)人和動(dòng)物具有致病性。致病性大腸桿菌通常攜帶某些毒力基因，編碼毒性蛋白，通過飲水、食品等引起疾病暴發(fā)流行。致病性大腸桿菌可引起惡心、嘔吐、腹瀉、出血性結(jié)腸炎、敗血癥、溶血性尿毒綜合癥和血小板減少性紫癜，甚至導(dǎo)致死亡。致病性大腸桿菌根據(jù)其攜帶毒力因子的不同可分為6 類［1］:腸致病性大腸桿菌(Enteropathogenic E.coli，EPEC)、腸產(chǎn)毒性大腸桿菌(Enterotoxigenic E.coli，ETEC)、腸侵襲性大腸桿菌(Enteroinvasive E.coli，EIEC)、腸粘附性大腸桿菌(Enteroaggregative E.coli，EAggEC)、彌散粘附性大腸桿菌(Diffusely adherent E.coli，DAEC)、腸出血性大腸桿菌或稱為產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌(Shiga toxin producing E.coli，簡(jiǎn)稱STEC)。

近年來，由于抗生素的使用，尤其是在臨床和動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)中的不合理使用，使得耐藥菌的出現(xiàn)速度正在急劇加快。目前“超級(jí)細(xì)菌”的出現(xiàn)使得抗生素與治療策略顯得束手無策。全球每年消耗的抗生素總量中有90%都是作為飼料添加劑被用于食品性動(dòng)物，抗生素在養(yǎng)殖動(dòng)物中的使用量約為人用量的10倍［2－3］。研究表明食品性動(dòng)物生產(chǎn)過程中使用抗生素會(huì)導(dǎo)致抗生素耐藥菌株種類的增加，肉類和即食食品是這些耐藥性腸道菌的種庫［4－5］。大腸桿菌作為人和動(dòng)物腸道共生菌，極易產(chǎn)生耐藥性，已經(jīng)證明大腸桿菌能以多種形式與沙門氏菌、志賀氏菌等致病菌高效交換其耐藥基因。細(xì)菌的耐藥現(xiàn)象十分嚴(yán)重，并有逐年上升的趨勢(shì)，導(dǎo)致臨床治療效果差、治療時(shí)間延長(zhǎng)、臨床發(fā)病率和死亡率增加、治療費(fèi)用上漲。細(xì)菌耐藥菌株的傳播和多重耐藥菌株的出現(xiàn)，是導(dǎo)致傳染病治愈率受限制的主要原因之一［6－8］。大腸桿菌不僅通過自身基因突變和外源捕獲耐藥基因產(chǎn)生耐藥性，還將耐藥因子(包括質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子和其他基因元件)進(jìn)行水平和垂直傳播，而成為動(dòng)物體內(nèi)潛在的耐藥基因庫，因?yàn)榇竽c桿菌常駐人和動(dòng)物腸道，而被確定為耐藥性檢測(cè)的指示菌株［4，9－10］。養(yǎng)殖動(dòng)物及其肉品攜帶的致病性大腸桿菌是人類大腸桿菌疾病的病原體［11－12］。食物是大腸桿菌毒力株的傳播載體，對(duì)食源性大腸桿菌監(jiān)測(cè)，研究其耐藥性、毒力特征等相關(guān)影響因素，對(duì)腸道病原菌的耐藥性的控制、臨床治療具有重要意義。

1 國(guó)外對(duì)食源性大腸桿菌監(jiān)測(cè)的研究

國(guó)外對(duì)食源性大腸桿菌的耐藥性與毒力研究比較深入。關(guān)于非洲、歐美、亞洲國(guó)家食源性大腸桿菌的報(bào)道較多。Ojo等［13］發(fā)現(xiàn)尼日利亞伊巴丹地區(qū)7.3%的養(yǎng)殖動(dòng)物和零售生肉被產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌污染。牛樣品中產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌(STEC)檢出率最高，其次是羊樣品，最后是豬樣品。STEC菌株攜帶的主要毒力基因?yàn)閟tx1、stx2、eaeA、hlyA。STEC菌株對(duì)氨芐西林、四環(huán)素、鏈霉素、氯霉素的耐藥率超過40%。Soufi等發(fā)現(xiàn)從北非國(guó)家突尼斯禽肉分離的大腸桿菌對(duì)氨芐西林、四環(huán)素、鏈霉素、萘啶酸、磺胺類的耐藥率較高，而對(duì)慶大霉素、阿莫西林/克拉維酸、頭孢西丁耐藥率低，大腸桿菌攜帶耐藥基因主要為 blaTEM、Tet(A)/Tet(B)、aph(3')－Ia，52%菌株存在Ⅰ型整合子和Ⅱ型整合子［14］。從非洲尼日利亞和突尼斯分離的食源大腸桿菌均表現(xiàn)出對(duì)氨芐西林、四環(huán)素、鏈霉素較高的耐藥率。零售生肉(主要是牛肉)易被多種產(chǎn)志賀毒素的大腸桿菌污染，是大腸桿菌疾病的病源。相比其他肉類，從雞肉中分離大腸桿菌耐藥菌株更為常見［15－16］。

從屠宰場(chǎng)生肉樣品中分離的大腸桿菌陽性率一般高于零售肉品的陽性率，說明屠宰場(chǎng)環(huán)境存在大腸桿菌交叉污染［16］。Prendergast等認(rèn)為大腸桿菌O157是通過屠宰后的牛羊肉進(jìn)入食物鏈［17］。Alexander等提出無論養(yǎng)殖過程中是否給牛添加抗菌生長(zhǎng)促進(jìn)劑，耐藥大腸桿菌主要在屠宰過程中污染牛肉并進(jìn)入食物鏈［18］。因此保證屠宰環(huán)境衛(wèi)生，減少大腸桿菌在肉品之間的二次污染，采取嚴(yán)格的衛(wèi)生措施能夠降低耐藥菌和致病菌的傳播風(fēng)險(xiǎn)。

野味食品和乳品也可能被大腸桿菌污染，成為人類感染大腸桿菌的源頭。Li等［19］從野牛肉中分離到多重耐藥大腸桿菌。其耐藥率明顯低于市場(chǎng)零售肉類的報(bào)道。菌株主要對(duì)四環(huán)素、磺胺甲惡唑、鏈霉素產(chǎn)生耐藥性，而對(duì)阿米卡星、環(huán)丙沙星敏感，耐藥菌主要攜帶耐藥基因:TetA、TetB、TetC、straA、straB、sul2。Díaz－Sánchez等對(duì)142 份野生紅鹿和野豬肉樣品進(jìn)行分析，PCR檢測(cè)36份樣品攜帶志賀毒素基因(stx基因)，分離出 8 株 STEC［20］。有報(bào)道從巴氏殺菌乳中分離出致病性EPEC［21］。Caro等從綿羊乳品中分離的STEC菌株主要對(duì)桿菌肽、鄰氯青霉素、青霉素、泰樂菌素產(chǎn)生耐藥性［22］。研究結(jié)論提示消費(fèi)者，野味和乳品應(yīng)完全殺菌后再食用，以便減少致病性大腸桿菌的感染風(fēng)險(xiǎn)。

亞洲國(guó)家韓國(guó)和越南也有關(guān)于食源性大腸桿菌的報(bào)道。Ryu等調(diào)查發(fā)現(xiàn)韓國(guó)首爾零售生肉、冰豆?jié){中大腸桿菌的陽性率最高。食源性大腸桿菌對(duì)四環(huán)素、鏈霉素、氨芐西林，萘啶酸、替卡西林耐藥率較高。耐藥菌株主要攜帶 tetA、tetB、strA/B、aphA1、aadA、aac(3)－IV、blaTEM［23］。從韓國(guó)首爾零售魚肉和貝類分離的大腸桿菌主要對(duì)四環(huán)素、鏈霉素和頭孢洛新產(chǎn)生耐藥性，70株耐藥菌中29株攜帶Ⅰ型整合子，僅有2株菌攜帶Ⅱ型整合子［24］。韓國(guó)食源性大腸桿菌對(duì)四環(huán)素具有較高的耐藥率，可能與tet基因轉(zhuǎn)移有關(guān)［25］。Van等對(duì)越南胡志明市零售肉與貝類中大腸桿菌的耐藥性和毒力特征進(jìn)行研究。食物中大腸桿菌陽性率超過90%。83.8%大腸桿菌至少耐一種抗生素。大腸桿菌對(duì)四環(huán)素、磺胺異惡唑、氨芐西林、阿莫西林、甲氧芐氨嘧啶耐藥率超過50%以上。雞肉源菌株有較高的耐藥率(52.6%～63.2%)。57%大腸桿菌分離株含有整合子。菌株攜帶的主要耐藥基因?yàn)?blaTEM、tetA、tetB、aadA、CmlA、sul1、dhfrv、apha－1。菌株攜帶的主要毒力基因?yàn)閒imH、bmaE、TSPE4.C2、aidA AIDA－I(orfB)、east1、traT［26－27］。從亞洲國(guó)家韓國(guó)與越南分離的食源性大腸桿菌耐藥性與非洲分離的大腸桿菌耐藥性相似，表現(xiàn)出對(duì)氨芐西林、四環(huán)素、鏈霉素較高的耐藥率。氨芐西林、四環(huán)素、鏈霉素可能作為常規(guī)獸藥長(zhǎng)期被添加在養(yǎng)殖動(dòng)物飼料中，引起大腸桿菌對(duì)這些藥物產(chǎn)生耐藥性。

2 國(guó)內(nèi)對(duì)食源性大腸桿菌監(jiān)測(cè)的研究

國(guó)內(nèi)動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)大量使用動(dòng)物生長(zhǎng)促進(jìn)劑，使養(yǎng)殖動(dòng)物與人均攜帶耐藥大腸桿菌［28］。朱力軍對(duì)中國(guó)獸藥監(jiān)察所50年代至90年代初分離保存的大腸桿菌進(jìn)行了藥物敏感性測(cè)定，發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的推移，動(dòng)物源菌株對(duì)抗菌藥物的耐藥性呈現(xiàn)不同程度的上升趨勢(shì)［29］。廣東豬肉中以大腸桿菌 O65、O131、O8、O158為優(yōu)勢(shì)血清型。常見的菌株多重耐藥表型為氟苯尼考、氯霉素、多西環(huán)素、四環(huán)素、氨芐西林，而對(duì)頭孢曲松敏感。常見的毒力基因?yàn)镾tx2e和EAST1，大腸桿菌毒力分型主要為A組和B1組［30］。從廣東地區(qū)病豬中分離大腸桿菌，菌株對(duì)新諾明、四環(huán)素、氯霉素和鏈霉素高度耐藥。大多數(shù)的菌株屬于A組(84%)。最普遍的毒力基因?yàn)镋AST1，其次是Stx2e和eae［31］。廣東病豬和豬肉來源的大腸桿菌均攜帶毒力基因EAST1、Stx2e，病豬攜帶的致病性大腸桿菌污染豬肉后進(jìn)入食物鏈。陜西西安和楊凌地區(qū)生肉大腸桿菌污染率為100%，涼拌菜樣品大腸桿菌污染率為86.7%。粘附性毒素主要表達(dá)基因fimA基因陽性率最高。產(chǎn)腸毒素大腸桿菌陽性率為14.4%，菌株對(duì)四環(huán)素、鏈霉素、阿莫西林、萘啶酮酸、氨芐西林耐藥率最高;大腸桿菌對(duì)阿米卡星最為敏感，多重耐藥率(≥3)為62.3%［32］。從陜西和廣東生肉中分離的大腸桿菌呈現(xiàn)出多重耐藥率高，對(duì)四環(huán)素、氨芐西林、氯霉素產(chǎn)生較高抗性的特點(diǎn)，生肉易被有害大腸桿菌污染。科研人員對(duì)國(guó)內(nèi)乳源大腸桿菌也進(jìn)行了研究，王世民從烏魯木齊市周邊的5個(gè)奶牛場(chǎng)牛乳樣中分離出34株大腸桿菌，以O(shè)21血清型的菌株攜帶eaeA基因陽性率較高［33］。徐志光等從奶樣和環(huán)境中分出40株大腸桿菌，除新霉素和復(fù)方新諾明外，菌株對(duì)頭孢噻唑、丁胺卡那、恩諾沙星和四環(huán)素高度敏感［34］。

食品是耐藥性細(xì)菌傳播的一個(gè)重要載體，食物的消費(fèi)是人類感染致病菌的重要途徑。肉及肉制品由于原料不新鮮或加工過程、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)受到外界環(huán)境的污染，細(xì)菌污染食品直接影響食品衛(wèi)生質(zhì)量。致病性大腸桿菌主要以家畜、家禽、肉制品為傳播載體，可引起食物中毒、胃腸炎等腸道疾病，嚴(yán)重者可導(dǎo)致死亡，是世界最常見引發(fā)食源性疾病暴發(fā)的病原菌，也是我國(guó)食源性疾病的主要病原體。隨著我國(guó)抗生素藥物在畜牧業(yè)生產(chǎn)和臨床治療中的廣泛使用及濫用，大腸桿菌均出現(xiàn)了多重耐藥現(xiàn)象，正在快速增加的大腸桿菌耐藥性給食品安全生產(chǎn)、畜牧業(yè)生產(chǎn)和公共衛(wèi)生安全造成了極大的危害。

3 展望

我國(guó)己于1985年設(shè)立了細(xì)菌耐藥性監(jiān)測(cè)網(wǎng)負(fù)責(zé)醫(yī)院臨床分離菌的耐藥性監(jiān)測(cè)工作，國(guó)家食源性疾病監(jiān)測(cè)網(wǎng)也僅僅是監(jiān)測(cè)食源性致病菌，至今還沒有專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)動(dòng)物源細(xì)菌耐藥性的監(jiān)測(cè)。由于我國(guó)食用動(dòng)物養(yǎng)殖特點(diǎn)、動(dòng)物用藥傳統(tǒng)及歷史原因，缺乏動(dòng)物用藥品種及數(shù)量等詳細(xì)確切的資料，缺少全面系統(tǒng)的食用動(dòng)物、食品分離菌耐藥性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。大腸桿菌是良好的耐藥指示菌，對(duì)食物中大腸桿菌監(jiān)測(cè)不僅可以用于完善食品微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，而且科學(xué)的數(shù)據(jù)對(duì)食品貯藏流通過程中的質(zhì)量和安全能做出合理判斷，從而控制有害大腸桿菌的數(shù)量。因此科研工作者很有必要收集有關(guān)食品污染信息、大腸桿菌的流行病學(xué)及藥敏特性數(shù)據(jù)，建立食源性大腸桿菌溯源分析數(shù)據(jù)庫，為食品性動(dòng)物生產(chǎn)及大腸桿菌病患者的臨床治療中抗生素的正確使用，克服或減少細(xì)菌耐藥性的出現(xiàn)或傳播提供支持，為消費(fèi)者指明食品安全度，為生產(chǎn)者和管理者制定食品衛(wèi)生措施和建立良好管理體系提供理論依據(jù)。

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