中国农业大学、英国牛津大学研究团队：碳青霉烯类药物耐药性在人源和动物源NDM阳性大肠杆菌间的传播 | Engineering

抗生素耐药性是21世纪全球最大的公共卫生挑战之一，碳青霉烯类药物是人类治疗危及生命的多重耐药菌感染的最有效抗生素之一。不幸的是，碳青霉烯耐药肠杆菌 （CRE）的快速传播是目前困扰住院患者和医生的主要问题，因为CRE对碳青霉烯类药物、头孢菌素类药物和青霉素类药物均表现出高水平耐药性，严重限制了治疗方案。因此，CRE被称为“梦魇细菌”，同时伴随着大量的经济负担，并被列为首要的公共健康威胁之一以及迫切需要优先研发新抗生素的病原体。虽然中国禁止将碳青霉烯类药物应用于畜禽养殖业，但碳青霉烯耐药大肠杆菌（CREC）尤其是产新德里金属-β-内酰胺酶（NDM）菌株，在食品动物中广泛流行。文章指出，仍缺乏家畜相关的CREC菌株对大规模人群影响的研究。

中国农业大学沈建忠、汪洋研究团队，英国牛津大学Timothy R. Walsh研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年8 月 刊发表了题目为《碳青霉烯类药物耐药性在人源和动物源NDM阳性大肠杆菌间的传播》的研究性文章，进行了一项回顾性横断面研究，调查了来自中国22个省（直辖市）的医学临床源CREC的流行情况，并分析了与其相关的社会经济因素。文章还调查了猪养殖场和鸡养殖场中 bla _NDM 和 bla _KPC 的丰度，并展示了动物和人源CREC菌株的详细基因组特征。总体上，有631/29799（2.1%）株临床大肠杆菌被鉴定为CREC。多变量逻辑回归分析揭示了男性、婴儿（1岁以下）、青少年（13~18岁）、生活于鸡和猪出栏量较高的省份人群具有更高的CREC感染概率。总体而言，73.8%（ n = 45/61）的猪养殖场和62.2%（ n = 28/45）的鸡养殖场表现为 bla _NDM 阳性，其丰度分别为1×10 ⁻⁵ ~1×10 ⁻³ 和1×10 ⁻³ ~1×10 ⁻² 。对NCBI（National Center for Biotechnology Information）数据库中来自中国的所有NDM阳性大肠杆菌（ n = 463）进行的基因组分析显示， bla _NDM-5 和IncX3是最主要的碳青霉烯酶基因和质粒，同时在质粒和核心基因组水平上，人源和动物源NDM阳性菌株间表现出高度的同源性。文章的所有结果均表明，CREC在人和动物之间存在频繁传播，提示该类菌株传播的危害，需要进一步讨论如何合理使用抗生素以杜绝该类耐药菌株的产生和扩散。

文章由回顾性横断面研究开始，从中国细菌耐药监测网（CHINET）中获得在2016年1月1日至12月31日期间，中国30家医院的门诊患者和住院患者中收集的共计29 799株大肠杆菌分离株。这些医院多数为大型诊疗机构，共覆盖22个省（直辖市），所在省（直辖市）总人口约9亿。为了避免重复，根据患者识别代码，临床标本中每个患者仅包含一个分离株。物种鉴定采用自动化系统，如Vitek 2 Compact（bioMérieux，法国）和Phoenix-100（Becton, Dickinson and Company，美国）系统或基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS; BrukerDaltonics，德国）。文章使用Vitek 2 Compact自动系统测定分离株对19种临床抗菌药物的敏感性。药敏结果根据美国临床和实验室标准协会标准进行判读，至少对一种碳青霉烯类药物具有抗性的菌株被定义为CREC。

文章揭示了全国范围内临床CREC感染和地区畜禽养殖产量间的显著相关性，同时揭示了鸡、猪养殖场粪便样本中 bla _NDM 丰度的普遍性。文章指出研究人员在猪养殖场发现了长期存在的 bla _NDM 阳性大肠杆菌，并阐明了不同宿主来源菌株基因组间的界限模糊；文章的这些证据表明了CREC在动物和人类之间的关联和传播。综合所有证据，文章假设CREC首先出现在医学临床中，然后被引入至畜禽养殖业中，而猪和鸡正是CREC持续存在的有利宿主，这导致了CREC通过食物链或通过环境载体[生物和（或）非生物]在人类和动物之间的循环传播。

以上内容来自：Yingbo Shen, Fupin Hu, Yongqiang Wang, Dandan Yin, Lu Yang, Yiqiang Chen, Chunyan Xu, Jiyun Li, Junyao Jiang, Xueyang Wang, Yulin Fu, Dongyan Shao, Dejun Liu, Tengfei Ma, Chang Cai, Zhangqi Shen, Shaolin Wang, Juan Li, Rong Zhang, Yuebin Ke, Congming Wu, Jianzhong Shen, Timothy R. Walsh, Yang Wang. Transmission of Carbapenem Resistance Between Human and Animal NDM-Positive Escherichia coli Strains [J]. Engineering, 2022, 15(8): 24-33.