对一种最后关头抗生素耐药的细菌在美国一处养猪场被发现

未发现肉类被污染,但该罕见基因极易传播
大肠杆菌属于肠杆菌科细菌,存在于人类肠道中。研究人员在一个养猪场发现包括大肠杆菌在内的几种细菌携带一种基因,该基因可赋予细菌对一类最后关头的抗生素的抗性。美国农业部农业研究所

本周,《抗菌药物与化疗》杂志报道,美国一家养猪场发现了携带一种赋予抵抗强大抗生素的基因的细菌。研究人员报告称。

这种罕见基因有助于细菌抵抗碳青霉烯类药物,这类抗生素用于对抗已对其他药物产生抗性的病菌。它位于一种称为质粒的DNA片段上,质粒可以在不同物种之间交换。这是首次在美国畜牧业中发现具有可传播的碳青霉烯耐药性的细菌。

好消息是,这些病菌(一类称为碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌,简称CRE)并未出现在计划屠宰的猪的粪便样本中。因此,它们似乎不太可能污染了该农场的任何猪肉。

俄亥俄州立大学兽医学院的联合作者托马斯·维图姆说:“令人担忧的是,携带此基因的细菌可能会通过这些质粒被猪带入食品供应中,消费者可能会因此暴露并被定植。我们在这个农场没有发现任何证据表明这种情况正在发生,但我们想弄清楚如何确保这种情况不会发生。”

他们发现了什么?

携带该基因的细菌通常不会引起健康人的疾病。然而,它们可能导致医院中的严重感染,并且高达一半的CRE菌血症患者会死亡。根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的说法,高达一半

而且,由于耐药基因可以在不同种类的细菌之间轻松传播,CRE可能会将这种危险能力赋予更常引起人类疾病的微生物。维图姆说:“这些细菌可能是它们可以与沙门氏菌等病原体共享的耐药基因的储存库。碳青霉烯类药物是我们最重要的一些救命抗生素,因此细菌对其产生耐药性是极其令人担忧的。”

这并不是首次在畜牧业中发现对这些最后关头的药物产生耐药性的细菌;今年早些时候,它们曾被报道在牛粪中。但那些细菌将基因携带在它们的染色体上(在细菌、人类和其他生命形式中携带大部分遗传物质的丝状结构),因此只能将它们传播给它们的后代。

养猪场中的病菌将耐药基因携带在质粒上,质粒是独立的、可自我复制的DNA环。“一些质粒不易移动,因为它们只喜欢某些细菌,”维图姆说。但发现携带CRE耐药基因的质粒似乎并不在意是哪种细菌携带它。“这种似乎在细菌之间特别容易传播。”

它来自哪里?

维图姆和他的同事在一个拥有1500头母猪的家庭农场进行了农业动物抗生素耐药性监测时,发现了该基因。该团队在2015年期间,使用了Swiffer拖把和纱布拭子收集了猪粪和其他微生物样本,从地面、墙壁和表面进行了五个月的采样。

碳青霉烯类耐药病菌主要在猪周围环境中发现。此后,该团队在一些母猪和小猪的粪便中发现了它们,尽管它们都没有表现出患病迹象。

该基因使细菌能够产生一种分解碳青霉烯类药物的酶。维图姆说:“这是一种极其罕见的基因,在美国之前仅报道过两次,在全球也仅报道过几次。”

碳青霉烯类药物甚至不在动物中使用,因此设计用于抵抗它们的基因出现在农场上是令人惊讶的。“我们真的不知道这个基因来自哪里,但它最有可能起源于人类医疗保健环境,并通过人口流动以某种方式被引入农场,”维图姆说。“我们不认为这种耐药基因是在这个农场产生的,它几乎肯定是从外部引入的。”

但是,猪却被常规地使用其他抗生素,这是抗生素耐药性总体问题的主要原因。“任何时候使用抗生素都会产生选择压力,因为竞争减少,从而有利于耐药菌株,”维图姆说。因此,用于治疗生病猪的其他抗生素可能允许碳青霉烯类耐药细菌得以繁衍。

接下来呢?

为了防止耐药基因传播到人类群体中,农场必须被密切监测。维图姆说:“我们需要知道是否还有其他农场像这个一样,或者这是否只是一个孤立的罕见事件。”

了解用于治疗生病猪的药物在帮助耐药基因传播中的作用也很重要。“我们不能仅仅停止使用抗生素来治疗生病动物,”维图姆说。但是,我们可能可以采取一些措施来防止耐药菌株传播。

维图姆说:“目前正在对管理实践、抗生素使用实践、抗生素替代品、疫苗和预防措施进行大量研究……但没有万灵药。”

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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