弯曲杆菌菌株交换基因，可以变得更毒力和抗生素耐药性

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特蕾西皮克 tracey_peake@ncsu.edu

北卡罗来纳州立大学的一项新研究发现弯曲杆菌细菌存在于整个家禽生产过程中——从农场到杂货店货架——两种最常见的菌株正在交换遗传物质，这可能导致更强的抗生素耐药性和传染性弯曲杆菌菌株。

弯曲杆菌是一种众所周知的食源性细菌，主要通过食用受污染的食品传播。在人类中，它会引起通常与食物中毒有关的症状，如腹泻、发烧和痉挛。然而,弯曲杆菌感染也是格林-巴勒综合征的主要前兆之一，这是一种可导致永久性残疾和瘫痪的严重并发症。家禽是已知的这种细菌的宿主。

“有两种类型弯曲杆菌我们关心的是:c .杆菌和c .空肠陆军兽医、北卡罗来纳州立大学现任博士生、该研究的主要作者道恩·赫尔少校说。”c .空肠导致高达90%的人类弯曲杆菌但好消息是，这种菌株不太可能携带多重耐药基因。c .杆菌含有多药耐药基因的可能性是其他人的两倍，但它是一种不那么有效的人类病原体。多重耐药意味着细菌具有对三种或三种以上抗菌素耐药的基因。”

北卡罗来纳州立大学和兽医学院人口健康和病理生物学教授、全球卫生项目主任、通讯作者Sid Thakur说，这两种菌株在北卡罗来纳州的家禽生产过程中都很常见。

“既然弯曲杆菌有一个相当‘可塑性’的基因组，菌株可以交换遗传物质，”塔库尔说。“如果c .杆菌开始吸收很多c .空肠它将导致大量具有抗生素耐药性的感染，这可能成为一个重大的公共卫生问题。同样地,如果c .空肠吸收了抗生素抗性基因c .杆菌同样的事情也会发生。”

该团队在2018-2019年期间从北卡罗来纳州的零售杂货店取样了鸡肉和火鸡。他们比较弯曲杆菌美国农业部从北卡罗莱纳的家禽养殖场和生产设施中提取了样本。c .杆菌在农场和生产设施中最为普遍，分别为54%和60%，而c .空肠在69%的零售鸡肉中发现。

然后，他们对从食用动物和肉类中分离出来的细菌进行了抗微生物(AMR)基因测试，发现90%的细菌都具有耐药性c .杆菌和c .空肠至少含有一种抗菌素耐药性基因，43%含有对三种或三种以上抗生素药物的耐药基因。24%c .空肠包括对氟喹诺酮类药物的抗性基因，这是对抗的“最后一道防线”弯曲杆菌．

最后，研究小组注意到新出现的数量明显增加弯曲杆菌2019年有21种菌株，而2018年只有2种。这表明发生了广泛的变化弯曲杆菌有可能增加其毒力和耐药性的基因组。

“如果你去超市挑10种不同的鸡胸肉，其中4种会有弯曲杆菌在这四种药物中，至少有一种对氟喹诺酮具有耐药性弯曲杆菌,塔库尔说。“这一趋势在过去10年里一直很一致。看到抗性序列类型的突然跳跃令人担忧。”

“这项研究表明，基因交换正在发生c .杆菌和c .空肠在非洲，抗菌素耐药性正在增加弯曲杆菌在北卡罗来纳州的家禽生产中发现的，”赫尔说。”弯曲杆菌是全球食源性疾病的主要原因，因此跟踪这种交流对于预防传播和提供未来治疗至关重要。”

这项研究发表在《公共科学图书馆•综合》得到了美国食品和药物管理局(资助号1U01FD007145-01，国家抗菌素耐药性监测系统)和美国农业部的支持。北卡罗来纳州立大学的Erin Harrell和Maria Correa以及英国萨里大学的Arnoud van Vliet也参与了这项工作。

皮克-

给编辑的说明摘要如下。

“2018-2019年北卡罗来纳州食用动物、家禽加工和零售肉类中分离的大肠弯曲杆菌和空肠弯曲杆菌的抗菌素耐药性和种间基因转移”

DOI：10.1371 / journal.pone.0246571

作者Dawn Hull, Erin Harrell, Maria Correa, Siddhartha Thakur，北卡罗莱纳州立大学;Arnoud van Vliet，英国萨里大学
发表: 2021年2月11日上线《公共科学图书馆•综合》

文摘:
美国疾病控制与预防中心将抗菌素耐药性弯曲杆菌(AMR)确定为对美国公众健康的严重威胁，因为它具有较高的社区负担、增加的传播性和有限的可治疗性。国家抗菌素耐药性监测系统(NARMS)在监测人类、食用动物和零售肉类中的抗菌素耐药性细菌病原体方面发挥着重要作用。本研究调查了2018年1月至2019年12月期间北卡罗来纳州活禽、生产家禽尸体和零售肉类中的大肠杆菌和空肠杆菌。采用全基因组测序和生物信息学技术进行表型和基因型鉴定，比较541株弯曲杆菌(大肠杆菌343株，空肠杆菌198株)的AMR谱、与格林-巴勒综合征(GBS)相关的毒力因子(neuABC和cst-II或cst-III)和系统发育连锁。总体而言，90.4%(489/541)弯曲杆菌菌株AMR基因检测呈阳性，43%(233/541)弯曲杆菌菌株携带3种或3种以上抗生素耐药基因，为分子多重耐药。AMR基因频率最高的是四环素类药物(64.3%)、内酰胺类药物(63.6%)、氨基糖苷类药物(38.6%)、大环内酯类药物(34.8%)、喹诺酮类药物(24.4%)、林肯胺类药物(13.5%)和链霉素类药物(5%)。共有57.6%(114/198)的空肠梭菌携带GBS毒力因子，3个大肠梭菌携带空肠梭菌样低脂糖位点、neuABC和cst-II。在相同的多位点序列分型、共享序列型(ST) 7818克隆复合体828以及相同的物种指示基因mapA、ceuE和hipO中，进一步观察到大肠杆菌和空肠杆菌种间基因组交换的证据。从2018年到2019年，新型STs显著增加(2018年为2个，2019年为21个，p<0.002)，说明食品动物生产中的弯曲杆菌基因组存在差异。大肠杆菌和空肠杆菌之间的渗入可能有助于病原体的适应，导致更高的AMR，并增加弯曲杆菌在食品加工中的持久性。 Future studies should further characterize interspecies gene transfer and evolutionary trends in food animal production to track evolving risks to public health.