食源性大肠杆菌耐药性与毒力特征的研究进展

姬 华，张 玫，卢士玲，杨艳彬，朱泓全，唐雪姣，朱艳霞，王 杨

(石河子大学食品学院，新疆石河子832000)

大肠杆菌(E.coli)，革兰氏阴性无芽孢杆菌，周生鞭毛和菌毛，是人和温血动物肠道重要的兼性厌氧寄居菌群，也是水源和食品粪便污染指示菌。大肠杆菌通常对人体无害，是人和温血动物肠道中的优势菌群，在大肠杆菌属中还存在一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物具有致病性。致病性大肠杆菌通常携带某些毒力基因，编码毒性蛋白，通过饮水、食品等引起疾病暴发流行。致病性大肠杆菌可引起恶心、呕吐、腹泻、出血性结肠炎、败血症、溶血性尿毒综合症和血小板减少性紫癜，甚至导致死亡。致病性大肠杆菌根据其携带毒力因子的不同可分为6 类［1］:肠致病性大肠杆菌(Enteropathogenic E.coli，EPEC)、肠产毒性大肠杆菌(Enterotoxigenic E.coli，ETEC)、肠侵袭性大肠杆菌(Enteroinvasive E.coli，EIEC)、肠粘附性大肠杆菌(Enteroaggregative E.coli，EAggEC)、弥散粘附性大肠杆菌(Diffusely adherent E.coli，DAEC)、肠出血性大肠杆菌或称为产志贺毒素大肠杆菌(Shiga toxin producing E.coli，简称STEC)。

近年来，由于抗生素的使用，尤其是在临床和动物养殖业中的不合理使用，使得耐药菌的出现速度正在急剧加快。目前“超级细菌”的出现使得抗生素与治疗策略显得束手无策。全球每年消耗的抗生素总量中有90%都是作为饲料添加剂被用于食品性动物，抗生素在养殖动物中的使用量约为人用量的10倍［2－3］。研究表明食品性动物生产过程中使用抗生素会导致抗生素耐药菌株种类的增加，肉类和即食食品是这些耐药性肠道菌的种库［4－5］。大肠杆菌作为人和动物肠道共生菌，极易产生耐药性，已经证明大肠杆菌能以多种形式与沙门氏菌、志贺氏菌等致病菌高效交换其耐药基因。细菌的耐药现象十分严重，并有逐年上升的趋势，导致临床治疗效果差、治疗时间延长、临床发病率和死亡率增加、治疗费用上涨。细菌耐药菌株的传播和多重耐药菌株的出现，是导致传染病治愈率受限制的主要原因之一［6－8］。大肠杆菌不仅通过自身基因突变和外源捕获耐药基因产生耐药性，还将耐药因子(包括质粒、转座子和其他基因元件)进行水平和垂直传播，而成为动物体内潜在的耐药基因库，因为大肠杆菌常驻人和动物肠道，而被确定为耐药性检测的指示菌株［4，9－10］。养殖动物及其肉品携带的致病性大肠杆菌是人类大肠杆菌疾病的病原体［11－12］。食物是大肠杆菌毒力株的传播载体，对食源性大肠杆菌监测，研究其耐药性、毒力特征等相关影响因素，对肠道病原菌的耐药性的控制、临床治疗具有重要意义。

1 国外对食源性大肠杆菌监测的研究

国外对食源性大肠杆菌的耐药性与毒力研究比较深入。关于非洲、欧美、亚洲国家食源性大肠杆菌的报道较多。Ojo等［13］发现尼日利亚伊巴丹地区7.3%的养殖动物和零售生肉被产志贺毒素大肠杆菌污染。牛样品中产志贺毒素大肠杆菌(STEC)检出率最高，其次是羊样品，最后是猪样品。STEC菌株携带的主要毒力基因为stx1、stx2、eaeA、hlyA。STEC菌株对氨苄西林、四环素、链霉素、氯霉素的耐药率超过40%。Soufi等发现从北非国家突尼斯禽肉分离的大肠杆菌对氨苄西林、四环素、链霉素、萘啶酸、磺胺类的耐药率较高，而对庆大霉素、阿莫西林/克拉维酸、头孢西丁耐药率低，大肠杆菌携带耐药基因主要为 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］。从非洲尼日利亚和突尼斯分离的食源大肠杆菌均表现出对氨苄西林、四环素、链霉素较高的耐药率。零售生肉(主要是牛肉)易被多种产志贺毒素的大肠杆菌污染，是大肠杆菌疾病的病源。相比其他肉类，从鸡肉中分离大肠杆菌耐药菌株更为常见［15－16］。

从屠宰场生肉样品中分离的大肠杆菌阳性率一般高于零售肉品的阳性率，说明屠宰场环境存在大肠杆菌交叉污染［16］。Prendergast等认为大肠杆菌O157是通过屠宰后的牛羊肉进入食物链［17］。Alexander等提出无论养殖过程中是否给牛添加抗菌生长促进剂，耐药大肠杆菌主要在屠宰过程中污染牛肉并进入食物链［18］。因此保证屠宰环境卫生，减少大肠杆菌在肉品之间的二次污染，采取严格的卫生措施能够降低耐药菌和致病菌的传播风险。

野味食品和乳品也可能被大肠杆菌污染，成为人类感染大肠杆菌的源头。Li等［19］从野牛肉中分离到多重耐药大肠杆菌。其耐药率明显低于市场零售肉类的报道。菌株主要对四环素、磺胺甲恶唑、链霉素产生耐药性，而对阿米卡星、环丙沙星敏感，耐药菌主要携带耐药基因:TetA、TetB、TetC、straA、straB、sul2。Díaz－Sánchez等对142 份野生红鹿和野猪肉样品进行分析，PCR检测36份样品携带志贺毒素基因(stx基因)，分离出 8 株 STEC［20］。有报道从巴氏杀菌乳中分离出致病性EPEC［21］。Caro等从绵羊乳品中分离的STEC菌株主要对杆菌肽、邻氯青霉素、青霉素、泰乐菌素产生耐药性［22］。研究结论提示消费者，野味和乳品应完全杀菌后再食用，以便减少致病性大肠杆菌的感染风险。

亚洲国家韩国和越南也有关于食源性大肠杆菌的报道。Ryu等调查发现韩国首尔零售生肉、冰豆浆中大肠杆菌的阳性率最高。食源性大肠杆菌对四环素、链霉素、氨苄西林，萘啶酸、替卡西林耐药率较高。耐药菌株主要携带 tetA、tetB、strA/B、aphA1、aadA、aac(3)－IV、blaTEM［23］。从韩国首尔零售鱼肉和贝类分离的大肠杆菌主要对四环素、链霉素和头孢洛新产生耐药性，70株耐药菌中29株携带Ⅰ型整合子，仅有2株菌携带Ⅱ型整合子［24］。韩国食源性大肠杆菌对四环素具有较高的耐药率，可能与tet基因转移有关［25］。Van等对越南胡志明市零售肉与贝类中大肠杆菌的耐药性和毒力特征进行研究。食物中大肠杆菌阳性率超过90%。83.8%大肠杆菌至少耐一种抗生素。大肠杆菌对四环素、磺胺异恶唑、氨苄西林、阿莫西林、甲氧苄氨嘧啶耐药率超过50%以上。鸡肉源菌株有较高的耐药率(52.6%～63.2%)。57%大肠杆菌分离株含有整合子。菌株携带的主要耐药基因为 blaTEM、tetA、tetB、aadA、CmlA、sul1、dhfrv、apha－1。菌株携带的主要毒力基因为fimH、bmaE、TSPE4.C2、aidA AIDA－I(orfB)、east1、traT［26－27］。从亚洲国家韩国与越南分离的食源性大肠杆菌耐药性与非洲分离的大肠杆菌耐药性相似，表现出对氨苄西林、四环素、链霉素较高的耐药率。氨苄西林、四环素、链霉素可能作为常规兽药长期被添加在养殖动物饲料中，引起大肠杆菌对这些药物产生耐药性。

2 国内对食源性大肠杆菌监测的研究

国内动物养殖场大量使用动物生长促进剂，使养殖动物与人均携带耐药大肠杆菌［28］。朱力军对中国兽药监察所50年代至90年代初分离保存的大肠杆菌进行了药物敏感性测定，发现随着时间的推移，动物源菌株对抗菌药物的耐药性呈现不同程度的上升趋势［29］。广东猪肉中以大肠杆菌 O65、O131、O8、O158为优势血清型。常见的菌株多重耐药表型为氟苯尼考、氯霉素、多西环素、四环素、氨苄西林，而对头孢曲松敏感。常见的毒力基因为Stx2e和EAST1，大肠杆菌毒力分型主要为A组和B1组［30］。从广东地区病猪中分离大肠杆菌，菌株对新诺明、四环素、氯霉素和链霉素高度耐药。大多数的菌株属于A组(84%)。最普遍的毒力基因为EAST1，其次是Stx2e和eae［31］。广东病猪和猪肉来源的大肠杆菌均携带毒力基因EAST1、Stx2e，病猪携带的致病性大肠杆菌污染猪肉后进入食物链。陕西西安和杨凌地区生肉大肠杆菌污染率为100%，凉拌菜样品大肠杆菌污染率为86.7%。粘附性毒素主要表达基因fimA基因阳性率最高。产肠毒素大肠杆菌阳性率为14.4%，菌株对四环素、链霉素、阿莫西林、萘啶酮酸、氨苄西林耐药率最高;大肠杆菌对阿米卡星最为敏感，多重耐药率(≥3)为62.3%［32］。从陕西和广东生肉中分离的大肠杆菌呈现出多重耐药率高，对四环素、氨苄西林、氯霉素产生较高抗性的特点，生肉易被有害大肠杆菌污染。科研人员对国内乳源大肠杆菌也进行了研究，王世民从乌鲁木齐市周边的5个奶牛场牛乳样中分离出34株大肠杆菌，以O21血清型的菌株携带eaeA基因阳性率较高［33］。徐志光等从奶样和环境中分出40株大肠杆菌，除新霉素和复方新诺明外，菌株对头孢噻唑、丁胺卡那、恩诺沙星和四环素高度敏感［34］。

食品是耐药性细菌传播的一个重要载体，食物的消费是人类感染致病菌的重要途径。肉及肉制品由于原料不新鲜或加工过程、储存、运输、销售等环节受到外界环境的污染，细菌污染食品直接影响食品卫生质量。致病性大肠杆菌主要以家畜、家禽、肉制品为传播载体，可引起食物中毒、胃肠炎等肠道疾病，严重者可导致死亡，是世界最常见引发食源性疾病暴发的病原菌，也是我国食源性疾病的主要病原体。随着我国抗生素药物在畜牧业生产和临床治疗中的广泛使用及滥用，大肠杆菌均出现了多重耐药现象，正在快速增加的大肠杆菌耐药性给食品安全生产、畜牧业生产和公共卫生安全造成了极大的危害。

3 展望

我国己于1985年设立了细菌耐药性监测网负责医院临床分离菌的耐药性监测工作，国家食源性疾病监测网也仅仅是监测食源性致病菌，至今还没有专门机构负责动物源细菌耐药性的监测。由于我国食用动物养殖特点、动物用药传统及历史原因，缺乏动物用药品种及数量等详细确切的资料，缺少全面系统的食用动物、食品分离菌耐药性监测数据。大肠杆菌是良好的耐药指示菌，对食物中大肠杆菌监测不仅可以用于完善食品微生物风险评估，而且科学的数据对食品贮藏流通过程中的质量和安全能做出合理判断，从而控制有害大肠杆菌的数量。因此科研工作者很有必要收集有关食品污染信息、大肠杆菌的流行病学及药敏特性数据，建立食源性大肠杆菌溯源分析数据库，为食品性动物生产及大肠杆菌病患者的临床治疗中抗生素的正确使用，克服或减少细菌耐药性的出现或传播提供支持，为消费者指明食品安全度，为生产者和管理者制定食品卫生措施和建立良好管理体系提供理论依据。

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