猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素耐药率的Meta分析1

李玮玮，黄弈睿，吴泽纯，薛雅文，冀 霞*

（1.惠州卫生职业技术学院 临床学院，广东 惠州 516025；2.惠州学院生命科学学院，广东惠州 516007；3.山西医科大学 汾阳学院护理学系，山西 汾阳 032200）

猪源大肠杆菌指来自食用养殖生猪中的大肠杆菌，是生猪养殖过程中最常见的病原菌之一．该菌会引起猪白痢、黄痢、水肿、败血症，及新生仔猪腹水等多种疾病，这些疾病的发病率和死亡率均较高，往往导致生猪养殖者遭受重大经济损失［1］．此外，由于猪源大肠杆菌属于条件致病菌，常寄生于人或动物肠道中，当猪源大肠杆菌获得特殊毒力因子时，更是能够引起人畜共患病［2］．氨基糖苷类抗生素因具有高效、优良、广谱的药物动力学特性，可以与其他抗菌药物产生协同作用，被广泛应用于猪源大肠杆菌疾病的治疗［3］．

然而，近几年来，随着氨基糖苷类抗生素在生猪养殖过程中的不合理使用，导致猪源性细菌、特别是猪源性大肠杆菌对该类药物产生的耐药率逐年升高，甚至出现多重耐药性的现象［2］．抗生素药物的选择性压力、猪与养殖场工人之间的直接接触，导致大肠杆菌分离株之间耐药基因的水平传播［4-5］．这使得在猪源大肠杆菌疾病治疗方面抗生素的使用越来越受到局限性，从而导致临床治疗的失败［6］．但目前关于猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药性的系统分析不够全面，尚无法掌握现有猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药情况，使得对猪源耐药菌的防治更加困难．因此，本研究通过查阅国内外关于猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素耐药的文献，根据纳入标准，总结提取其中关于猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素耐药的信息，通过RevMan软件进行Meta分析［7］，系统地评估猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素在我国生猪养殖中的耐药性流行情况，为合理使用氨基糖苷类抗生素提供理论依据．

1 材料与方法

1.1 文献检索

通过中国知网（CNKI）、中文科技期刊数据库（VIP）、万方数据库、PubMed四个数据库检索文献．以“猪、大肠杆菌、耐药率、抗生素耐药性、猪源大肠杆菌、氨基糖苷类、新霉素、链霉素、妥布霉素、卡那霉素、庆大霉素、阿米卡星、安普霉素、壮观霉素、大观霉素”为中文检索词，以“Escherichia colifrom swine，drug-resistance，aminoglycoside，neomycin，streptomycin，tobramycin，kanamycin，gentamicin，amikacin，spectinomycin，apramycin”作为英文检索词，检索期限为2009-2019年。

1.2 文献纳入与排除标准

由三名研究者分别阅读全文，根据标准筛选文献．最终统一纳入分析，如有不同意见，由第四名研究员参与讨论，统一纳入文献结果．具体纳入标准包括：（1）菌种鉴定明确；（2）明确样本的搜集时间、来源、检测方法、详实的检测结果；（3）可获得氨基糖苷类抗生素耐药率．剔除文献包括：（1）综述文献、会议、个案报道及数据不完整的研究；（2）有重复数据的文献，来自于同一研究；（3）日期范围之外的猪源大肠杆菌菌株（从2009-01-01至2019-12-31）；（4）菌种不明、株数不清楚的文章；（5）从非猪类的动物中分离的大肠杆菌菌株；（6）菌株少于20株．具体见图1.

图1 文献检索流程图

1.3 纳入文献质量评估

三名研究者分别提取文献中的详细信息，包括：作者、文章发表年份、研究设计、菌种数目、采样时间、抗生素耐药率；意见不一致者，由第四名研究员参与，并统一讨论结果；然后，由四名评价员分别对每个研究进行质量评价，对分歧协商一致解决．用RevMan软件提供的文献质量评估工具，根据cochrane协作网的RCT的偏倚风险评估工具，对纳入的文献进行质量评价（图2）.

图2 文献质量评价

1.4 统计分析

根据文献提取信息，通过公式P=X/n，SE（P）=，计算每个氨基糖苷类抗生素的耐药率P和标准误SE，并用RevMan软件分析猪源大肠杆菌对各种氨基糖苷类抗生素的耐药率，卡方检验确定研究中是否存在异质性．若卡方检验P＞0.1，I2＜50%说明异质性大，选用固定效应模型降低异质性；若P＜0.1，I2＞50%选择随机效应模型降低异质性．若异质性仍大于50%，则采用亚组分析和敏感性分析探究异质性的可能来源［8-9］．

2 结果与分析

2.1 检索结果

根据检索词分别独立检索4个数据库，收集到从2009-2019年发表的1124篇文献．剔除数据库交叉重复文献410篇，标题和摘要不相关的文献587篇，对剩余的127篇根据纳入标准和剔除标准进行第二次筛选，将21篇文献纳入本研究，如上面图1所示．

2.2 纳入文献基本信息

筛选最终纳入的21篇文章，涉及猪源大肠杆菌4583株．统计文章中猪源大肠杆菌对新霉素、链霉素、妥布霉素、卡那霉素、庆大霉素、阿米卡星等氨基糖苷类抗生素的耐药率，检测方法、采集地点、时间和样品数量等各项研究情况，结果见表1．

表1 纳入文献基本特征

2.3 偏倚分析

系统偏倚分析结果显示：在21项研究中，由于研究数据不全（8项）、研究随机序列产生不充分（6项）和选择性发表（2项）等因素导致研究偏差风险高，但大多数项目的偏倚风险较低，如上面图2所示．

2.4 无对照二分类法分析猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药率

从21篇文献中提取的数据输入RevMan软件．各组数据的耐药率P及标准误SE见表2．用RevMan软件的无对照二分类数据Meta分析纳入的21篇文献（图3），各项研究间均存在统计学差异（P<0.01），采用随机效应变量模型．Meta分析结果显示猪源大肠杆菌对各个抗生素的耐药率为：新霉素RD=60%，95%CI=43%~77%，P<0.00001，I2=98%（图3-1）；卡那霉素RD=51%，95%CI=41%~60%，P<0.00001，I2=94%（图3-2）；阿米卡星RD=20%，95%CI=8%~32%，P<0.00001，I2=99%（图3-3）；链霉素RD=57%，95%CI=47%~67%，P<0.00001，I2=96%（图3-4）；庆大霉素RD=54%，95%CI=45%~63%，P<0.00001，I2=97%（图3-5）．从纳入分析的氨基糖苷类抗生素来看，新霉素的耐药率最高，为60%（95%CI=43%~77%），阿米卡星的耐药率最低，为20%（95%CI=8%~32%），其他的抗生素耐药率为50%~60%，由高到低依次为链霉素（57%）、庆大霉素（54%）、卡那霉素（51%）．

图3 无对照二分类数据Meta分析法分析猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药率

表2 猪源大肠杆菌对各类抗生素的耐药率及标准误SE

（续表2）

2.5 比较法分析猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药率

为了进一步验证结果的可靠性，我们选择了数据丰度比较高的链霉素、卡那霉素、庆大霉素，用卡方检验比较这三种抗生素的耐药率高低（图4）．其中，图4-1结果显示：猪源大肠杆菌对链霉素和卡那霉素的耐药率分别为64.55%（947/1467）和55.82 %（819/1467），异质性检验采用了c2检验，c2=95.80，P<0.1，即入选的10组数据之间存在异质性，采用随机效应模型进行分析，合并OR值为1.13，95 %CI为0.65~1.97，检验结果表明猪源大肠杆菌对链霉素的耐药性强于卡那霉素，且差异具有统计学意义（P<0.01）；图4-2结果显示：猪源大肠杆菌对链霉素和庆大霉素的耐药率分别为64.55%（947/1467）和58.76%（862/1467），异质性检验采用了c2检验，c2=157.51，P<0.1，即入选的10组数据之间存在异质性，采用随机效应模型进行分析，合并OR值为0.77，95%CI为0.37~1.58，检验结果表明猪源大肠杆菌对链霉素的耐药性强于庆大霉素，且差异具有统计学意义（P<0.01）；图4-3结果显示：猪源大肠杆菌对卡那霉素和庆大霉素的耐药率分别为55.82 %（819/1467）和58.76%（862/1467），异质性检验采用了c2检验，c2=101.14，P<0.1，即入选的10组数据之间存在异质性，采用随机效应模型进行分析，合并OR值为0.88，95%CI为0.76~1.02，检验结果表明猪源大肠杆菌对的耐药性庆大霉素强于卡那霉素，且差异具有统计学意义（P<0.01）．三种抗生素的耐药率由高到低依次为链霉素、庆大霉素、卡那霉素，结果与无对照二分类数据Meta分析法一致．

图4 比较法分析猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药率

2.6 猪源大肠杆菌对庆大霉素的耐药率亚组分析

由于研究之间异质性较大，如果检测方法不可靠将会很大程度上影响抗生素耐药率的分析结果，所以根据检测方法进行亚组分析，我们选择了数据丰度比较高的庆大霉素进行异质性分析．如图5所示，使用琼脂稀释法得出的结果耐药率RD=51%，95%CI=35%~67%，P<0.00001，I2=98%；使用微量肉汤稀释法得出的结 果 为RD=58%，P<0.00001，95%CI=39%~77%，I2=96%；使用纸片琼脂扩散法得出的结果为RD=53%，P<0.00001，95%CI=37%~68%，I2=97%．三种不同耐药菌检测方法比较的c2检验结果显示：c2=157.51，P=0.86，I2=0%．

图5 猪源大肠杆菌对庆大霉素耐药率的亚组分析图

2.7 猪源大肠杆菌对庆大霉素的耐药率敏感性分析

根据上述实验结果，选择猪源大肠杆菌对庆大霉素的耐药性对Meta分析数据进行敏感性分析．利用上述数据结果，随机分别删除3篇包含猪源大肠杆菌对庆大霉素的耐药性研究的相关文献，并与未删除前的Meta分析结果进行比较（图6）．结果显示：猪源大肠杆菌对庆大霉素的耐药性，随机排除文献后的敏感性分析结果与未排除文献前的Meta分析结果未发生大的变化，均在52-56%之间．

图6 猪源大肠杆菌对庆大霉素耐药性敏感性分析图

3 讨论和结论

抗生素是针对猪源大肠杆菌的有效治疗手段．但是，我国畜牧养殖业因长期滥用抗生素，使猪源大肠杆菌的耐药性日趋严重，为生猪养殖中猪源性大肠杆菌疾病的预防和治疗带来了新的难题［2，10］．本研究通过分析目前生猪养殖业的致病菌耐药情况，以期能指导抗生素的使用，减少耐药菌的继续扩散［11］．本文收集的21篇文献中，包括近十年来4583株猪源致病性大肠杆菌对常用抗生素类氨基糖苷类抗生素耐药性数据．通过Meta分析发现，猪源致病性大肠杆菌对新霉素的耐药率最高，其次为链霉素、庆大霉素、卡那霉素，阿米卡星耐药率最低．经过无对照二分类法和比较法分析验证耐药率排名一致，说明此次纳入分析的氨基糖苷类抗生素耐药率分析结果可信．猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素耐药性普遍存在，与许多地区耐药菌样本检测结果相一致［12-15］．

从亚组分析结果来看，不同检测方法对耐药率分析结果无影响．同时，为排除因相关研究文献较少、样本量较小、数据不全等造成的分析结果可能存在一些偏倚，本研究通过随机删除文献后，进行耐药性、敏感性分析，分析结果虽存在异质性但不影响抗生素耐药率分析．因而，上述分析数据进一步证实了本研究结果的准确性和可靠性．

综上所述，猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素耐药性普遍存在．但鉴于抗生素仍是治疗猪源大肠杆菌的有效手段，为了降低猪源大肠杆菌对氨基糖苷类抗生素的耐药性，提高氨基糖苷类抗生素的疗效，根据本研究分析结果，可以采取下列措施：合理使用氨基糖苷类抗生素，严格控制剂量与疗程，杜绝或尽量少用氨基糖苷类抗生素作为饲料添加剂，多使用现有耐药率比较低的抗生素，如阿米卡星等；对猪源大肠杆菌的耐药率进行严密监测，避免耐药率高的抗生素的滥用；使用工程疫苗，减少生猪感染猪源大肠杆菌的几率［16］．