近年来,碳青霉烯耐药肠杆菌成为了一个威胁临床抗生素治疗的问题。肠杆菌属细菌作为腐生多宿主细菌,在环境、畜禽和人之间广泛存在,调查畜禽养殖生产过程中的碳青霉烯耐药肠杆菌属细菌,对预防和遏制肠杆菌属细菌碳青霉烯类耐药具有重要意义。
本研究从中国某养鸭场的鸭肠道与环境样本中,分离出携带blaIMI的碳青霉烯类和黏菌素耐药肠杆菌属细菌。药敏试验显示,四株blaIMI阳性肠杆菌属细菌分离株对碳青霉烯和黏菌素具有耐药性。PCR和Sanger测序证明了在不同ST型的菌株中检测到了三种blaIMI亚型。全基因组测序证明blaIMI基因存在于这些菌株的染色体或质粒中。接合转移实验证明了携带blaIMI的质粒具有水平传播的能力。我们运用比较分析手段对其分子进化特征进行了研究,发现两株blaIMI-16阳性阿氏肠杆菌之间具有高度相似的基因环境,但有着较远的亲缘关系,这提示了blaIMI-16水平传播的可能。此外,携带blaIMI-16的质粒是IncFⅠⅠ(Yp)质粒,该型质粒能够使宿主菌具备生长的竞争性优势。在该质粒上,blaIMI-16的上下游鉴定出大量的可移动遗传元件(MGEs)序列,以IS1081、Tn903和ISE居多。本研究中的blaIMI阳性肠杆菌属细菌中还携带有毒力基因,有助于增强菌株致病性。
综上所述,我们发现了在中国某鸭场内的肠杆菌属细菌中,blaIMI由IncFⅠⅠ(Yp)质粒携带并促进其传播,从而导致了细菌碳青霉烯耐药性的传播。可移动遗传元件在水平传播中发挥着重要作用。对于blaIMI基因的研究较少,此前,从未在中国大陆的养殖源细菌中发现,也未见有blaIMI-16基因在中国大陆被鉴定的报道。我们的研究为不同亚型blaIMI基因在中国的传播提供了证据,并为研究blaIMI阳性耐药肠杆菌属细菌提供了参考数据。本研究强调:我们仍需要定期监测动物饲养过程中的blaIMI阳性肠杆菌属细菌,以预防及遏制日益严重的碳青霉烯类药物耐药性传播的威胁。
抗生素耐药性已成为威胁人类健康的全球性问题。抗生素被广泛应用于肉鸡养殖从而影响它们的肠道微生物组和耐药组。为了更好地了解对农场动物持续性给药是如何改变微生物生态的变化,我们采用宏基因组的方法,研究脉冲式抗生素给药对肉鸡粪便微生物群、耐药基因(ARGs)及其宿主的影响。肉鸡分别接受三次连续五天的阿莫西林、金霉素、氟苯尼考单独给药和三种药的联合给药。结果显示,给药氟苯尼考能显著增加耐药基因floR和mcr-1的丰度,而给药阿莫西林则显著增加编码AcrAB-tolC外排泵的相关基因,如marA、soxS、sdiA、rob、evgS and phoP。这三种抗生素给药都显著增加微生物群中变形菌门的丰度。我们推测,耐药基因宿主埃希菌属丰度的上升,主要是由于在脉冲式抗生素给药下,其携带了β-内酰胺类、氯霉素和四环素耐药基因。这些结果表明,脉冲式阿莫西林、金霉素、氟苯尼考或三种药物的联合给药都能显著提高微生物群中变形菌门的丰度,而且会增加特定耐药基因的丰度。耐药基因大类主要由多重耐药基因组成,并且在抗生素处理的组别中,多重耐药基因的丰度与耐药基因总丰度具有很强的相关性。本研究对经脉冲式抗生素给药的鸡的粪便微生物群和耐药组的改变提供了全面的见解。