从源头为“舌尖上的安全”而战——记中国农业大学动物医学院副教授王少林

□ 刘 江

专家简介：王少林，中国农业大学动物医学院副教授，目前主要从事药理基因组、毒理基因组、微生物相关宏基因组和生物信息学方面的研究。2003年本科毕业于中国农业大学生物学院，2009年获美国奥本大学农学院分子生物学专业博士学位。2009—2010年，任奥本大学水产系鱼类分子生物学实验室助理研究员；2010—2014年，任弗吉尼亚大学医学院神经遗传学和药理基因组学实验室研究员。发表SCI论文80余篇，以第一作者和通讯身份发表文章共20篇。受邀在国际动植物基因组会议(PAG)上做学术报告4次,目前担任Frontiers in Microbiology和Frontiers in Livestock Genomics等杂志编委；主持国家重点研发计划课题1项，参与国家自然科学基金项目5项。

2017年1月3日，习近平总书记对食品安全工作作出重要指示，民以食为天，加强食品安全工作，关系我国13亿多人的身体健康和生命安全，必须抓得紧而又紧。有目共睹的是，这些年，党和政府下了很大气力狠抓食品安全，形势不断好转，但存在的问题仍然不少。怎样才能确保人民群众“舌尖上的安全”，这是政府、社会所关心的问题，同时也是科学家们迫切要解决的问题。

追本溯源，只有找出“病因”，才能从根本上解决问题。这也正是王少林的科研初衷。多年来，王少林的研究工作主要集中在微生物和食品安全方面，他通过整合基因组技术和生物信息学技术应用于畜禽病原菌和食源性微生物方面的研究，构建了微生物和宏基因组分析平台，不仅可以用于畜禽耐药病原菌的鉴定、流行和传播的监控以及在动物源性食品生产和物流过程中的检测，还可应用于食源性微生物致病菌疾病爆发的追踪和溯源，以及益生菌的安全性评价。

寻根追源，从源头解决问题

提到“超级细菌”恐怕会有很多人对之谈虎色变。超级病菌是一种耐药性细菌，几乎对人类现有的所有抗菌药物产生耐药性，如果这种局面一旦失控，将导致不可想象的人畜健康问题与环境生态灾难。而导致其出现的罪魁祸首，国际医学界一致认为是“抗生素的不合理使用”。目前，拥有13亿人口的中国，正是世界上抗生素使用量最大的国家之一。

一个不争的事实是，由于抗菌药物（天然的抗生素和人工合成抗菌药物）在临床上广泛使用，耐药性细菌不断出现并且日趋严重。当前，滥用抗菌药物及其产生的耐药性已经成为全球性问题。抗菌药物不仅应用于医药临床，而且随着抗菌药物促生长作用的发现，在畜牧业和水产养殖业方面的应用也更加普遍。其作为动物饲料添加剂的使用量已经远远超过了在人的临床治疗上的应用。根据现有数据，我国2007年的抗菌药物总产量高达2.1万吨，其中大约40%用于养殖生产，相当于美国的6倍多。抗菌药物的不合理使用，不但促使了细菌耐药性的形成和传播，而且逐渐诱导产生了多重耐药性细菌和一些超级细菌。

当前，碳青霉烯耐药肠杆菌科细菌已成为临床抗感染治疗的难题。王少林所在的沈建忠院士团队于2014年监测发现我国部分地区动物源大肠杆菌等肠杆菌科细菌碳青霉烯类耐药株的检出率已超过20%；并于2017年在《自然—微生物》杂志上首次报道了耐碳青霉烯和黏菌素肠杆菌在肉鸡的生产和物流环节（屠宰场—仓储—运输—超市）中广泛存在。这种泛耐药细菌传播和扩散给养禽业的发展和公共卫生带来了潜在的威胁。

首都北京周边的畜禽养殖场是为北京市民提供肉蛋奶产品的重要养殖基地，而养殖场如若大量使用抗生素，不仅会影响食品安全和公共健康，而且对生态也会造成很大破坏。王少林说，目前养殖环境中的耐碳青霉烯肠杆菌科细菌流行情况尚不明确，动物源性食品中的耐碳青霉烯肠杆菌科细菌极有可能是健康人群的一个重要来源。超市作为北京市动物源性食品最终销售以及覆盖人群最广的场所，在耐碳青霉烯肠杆菌科细菌从动物到人的传播过程中起的作用尚不清楚。也正是基于此，王少林决定研究北京周边养殖场和超市耐碳青霉烯肠杆菌科细菌流行传播规律，以期有效控制耐碳青霉烯肠杆菌科细菌在健康人群中的传播，保证养殖业的健康可持续发展，这对北京市民的食品安全和公共健康有着重要意义。

项目研究过程中，王少林和团队展开了一系列实战工作，通过对畜禽养殖场和超市的动物源性食品样品进行高通量宏基因组测序和生物信息学分析，获得了养殖环境及超市动物源性食品中食源性病原菌碳青霉烯类耐药基因的流行情况，包括基因的种类和丰度，阐明了碳青霉烯类耐药基因在养殖环境和超市动物源性食品中的关联性，解析耐药基因的传播和转移机制。

除此之外，在国家重点研发计划项目中，王少林和团队成员还针对我国畜禽病原菌耐药监测技术薄弱现状，研制出一批具有自主知识产权的能适用于不同层面、不同技术平台和不同检测规模的快速、高通量耐药性检测技术或产品，建立耐药性监测采样方法标准、检测判定标准和各类临界值标准，构建畜禽病原菌耐药性检测和评价标准体系，为耐药性监测体系提供了技术支撑。

“研究的意义是应用到生产实践”

2018年，王少林荣获北京市科技新星，他坦言“我们这个专业其实应用性很强”。王少林对生物学一直有着浓厚的兴趣，这其中也有家庭影响，其父母都是从医者。

从事科研工作以来，王少林负责主持和参与了多项科研项目，其中包括国家自然科学基金5项，并取得了一系列突出成绩——

利用高性能计算机、多种生物信息学软件和微生物基因组数据库建立了首个畜禽病原和食源性微生物的高通量全基因组分型和毒力及耐药基因分析平台，该平台能够快速地鉴定畜禽病原微生物和食源性微生物，并对其携带的相关毒力基因和耐药基因进行确证和分析，与传统的分离培养鉴定方法相比，提高了检测的效率和准确性。分析平台还可以用于食源性微生物致病菌疾病爆发的追踪和溯源，通过全基因组分型技术对爆发食源性疾病的食品、物流和人群来源的病原菌进行分析，找出不同来源的食源性病原菌之间的相关性。

通过流行病学调查对中国部分地区的养殖场、屠宰场和超市进行了抽样调查，利用畜禽病原微生物高通量全基因组分析平台，发现在中国家禽生产流程中普遍存在能让细菌对碳青霉烯和粘菌素产生耐药性的基因blaNDM和mcr-1。且明确饲料中使用的粘菌素与孵化场中高水平的mcr-1相关，首次解析了耐药基因在养殖环境中的传播路径。

通过对市场上的医用和兽用益生菌产品采样分析，分离到的多个芽孢杆菌菌株，利用食源性微生物高通量全基因组分析平台，发现目前市场上使用的益生菌产品的菌株存在安全风险问题。这些菌株不仅普遍携带多种耐药基因，而且部分菌株携带毒素基因。

首次对畜禽养殖环境中的耐药基因和重金属抗性基因进行了系统研究，发现了奶牛养殖中主要流行的耐药基因和转移元件，以及奶牛养殖规模和耐药基因的丰度呈现显著的正相关关系。建立从环境样品中进行碳青霉烯类耐药基因快速高通量检测方法，另外对山东、浙江、广东的多个鸡场和猪场环境样品进行了检测，发现耐药基因在鸡场养殖环境中的分布特征以及季节变化规律。

“我们希望形成一些技术和产品，把我们的研究应用到生产实践当中，从源头做一些产品的监控。”王少林表示，“近些年，国家、政府和科研人员已经下了很大工夫做了很多努力，但食品安全问题的解决需要一定过程，并不是一蹴而就的。”“十三五”时期是全面建成小康社会的决胜阶段，也是全面建立严密高效、社会共治食品安全治理体系的关键时期。随着《“十三五”国家食品安全规划》的出台，食品安全也有了更多保障，在确保人民群众“舌尖上的安全”的道路上，王少林也在尽力贡献着自己的一份力量！