在食品生产链条中,小小的蝇类常常被忽视,但它们频繁穿梭于有机废物、动物排泄物和新鲜食品之间,其粘性的附肢和带毛的身体结构使其极易携带并传播微生物。抗微生物耐药性(Antimicrobial Resistance, AMR)已成为全球公共卫生的重大威胁,而食品生产环境是耐药菌传播和扩散的关键环节之一。蝇类作为潜在的AMR传播媒介,其在屠宰场、肉类加工厂等特定高风险环境中的具体角色,尤其是在传播具有临床意义的耐药细菌方面,尚缺乏深入的研究。明确蝇类在这些环境中携带的细菌种类、耐药状况及其潜在的公共卫生风险,对于制定有效的食品安全和疾病防控策略至关重要。
为了回答上述问题,研究人员在巴西圣埃斯皮里图州的五家肉类生产设施(包括牛和猪的屠宰场以及肉类加工厂)中采集了蝇类样本。他们从这些蝇类中分离培养了肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和葡萄球菌科(Staphylococcaceae)细菌,并进行了详细的鉴定和耐药性分析。这项研究旨在评估这些蝇类携带细菌的多样性、表型耐药特征,并检测关键耐药基因和毒力基因的存在情况,以揭示蝇类在肉类加工环境中作为耐药菌储存库和传播者的潜在作用。相关研究成果已发表在《Brazilian Journal of Microbiology》期刊上。
为开展本研究,作者运用了几个关键技术方法。首先,研究团队于2024年9月至11月间,从巴西的五家肉类生产设施(包括两家牛屠宰场、一家猪屠宰场和两家肉类加工厂)中直接捕捉了60只蝇类作为样本。其次,使用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)对分离出的细菌菌落进行了精确的物种鉴定。第三,采用琼脂扩散法(Kirby-Bauer法)对所有分离株进行了针对多种抗生素的表型药敏试验,并根据临床与实验室标准协会(CLSI)等指南判断耐药性。最后,利用聚合酶链式反应(PCR)技术,针对特定的耐药基因(如mecA)和毒力基因(如肠出血性大肠杆菌的stx1、stx2和肠致病性大肠杆菌的eae,以及金黄色葡萄球菌的肠毒素基因sea、see、sec)进行了分子检测。
研究结果
细菌分离与鉴定
从60份蝇类样本对应的120个培养平板中,共成功分离鉴定出34株细菌,包括17株肠杆菌科和17株葡萄球菌科细菌,共涉及13个不同的菌种。值得注意的是,仅有6份样本(10%)在两种培养基上同时有菌落生长,且全部来源于肉类加工厂。从猪屠宰场未能分离到任何肠杆菌科细菌。样本阳性率(携带肠杆菌科或葡萄球菌科)最高的是肉类加工厂(51.7%),其次是牛屠宰场(42.3%)和猪屠宰场(40%)。
肠杆菌科的耐药性分析
在伊红美蓝(EMB)琼脂上呈现金属光泽的17株分离株中,鉴定出包括大肠杆菌(Escherichia coli)、布氏柠檬酸杆菌(Citrobacter braakii)、弗氏柠檬酸杆菌(C. freundii)、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)和科氏肠杆菌(Enterobacter kobei)在内的多种细菌。其中两株大肠杆菌被归类为多重耐药菌(MDR),一株对链霉素、环丙沙星和氯霉素耐药,另一株对链霉素、氯霉素耐药,并对复方新诺明(磺胺甲恶唑/甲氧苄啶)不敏感。对链霉素的耐药率最高,在7株菌中被观察到(包括弗氏柠檬酸杆菌、科氏肠杆菌和大肠杆菌)。
葡萄球菌科的耐药性分析
从甘露醇盐琼脂(MSA)上分离的17株葡萄球菌科细菌中,鉴定出包括金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(S. epidermidis)、腐生葡萄球菌(S. saprophyticus)、松鼠葡萄球菌(Mammaliicoccus sciuri)、模拟葡萄球菌(S. simulans)、沃氏葡萄球菌(S. warneri)和木糖葡萄球菌(S. xylosus)在内的多种菌种。共发现8株MDR菌株(47.1%)。尤为突出的是,唯一的一株模拟葡萄球菌对除叶酸途径抑制剂、氯霉素类和硝基呋喃类外的七类抗生素均表现出耐药性。在葡萄球菌科分离株中,17.6%对恶唑西林耐药,23.5%对庆大霉素耐药。
多重耐药菌的分布与基因检测
在采样的所有五家设施中都检测到了耐药菌株。MDR菌株在两家牛屠宰场(各2株)和两家肉类加工厂(各3株)中均有发现。然而,通过PCR检测,所有目标基因(mecA, sea, see, sec, stx1, stx2, eae)在相应菌株中均为阴性。
研究结论与讨论
本研究证实,巴西屠宰场和肉类加工厂的蝇类能够携带具有公共卫生重要性的细菌,共分离到13个物种,并有10株菌被归类为MDR。尽管未检测到目标耐药和毒力基因,但表型耐药性的存在,特别是葡萄球菌科中17.6%的恶唑西林耐药率和肠杆菌科中41.2%的链霉素耐药率,表明蝇类在肉类生产环境中传播耐药细菌的作用不容忽视。这些发现从“同一健康”(One Health)的角度强调了蝇类的相关风险。
研究结果揭示了不同环境(屠宰场vs.加工厂)和地理背景下蝇类携带细菌种类和耐药谱的差异。例如,本研究中从猪屠宰场蝇类体内未分离到肠杆菌科,且大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的检出率均低于其他地区的类似研究。这种差异性凸显了开展本地化监测以准确评估蝇类在AMR传播中流行病学作用的重要性。
表型耐药与基因检测结果的不一致(如检出恶唑西林耐药但未检出mecA基因)提示可能存在其他耐药机制,如mecC等同源基因,或需要通过更全面的分子筛查来揭示。虽然本研究中检测到的MDR菌株比例(占总样本16.7%,总分离株29.4%)低于某些高流行地区的研究报告,但其存在本身即构成风险。受污染的蝇类可以在生产链的不同环节、工人和周边环境之间传播这些细菌,增加职业暴露和动物定植的风险。
特别值得注意的是,肉类加工厂的蝇类携带的细菌分离株多于屠宰场。这可能与加工厂涉及更多生产步骤、交叉污染机会增多,以及其多位于城市区域、蝇类接触人类活动和污水等额外微生物来源更频繁有关。这提示需要针对肉类加工厂等关键节点加强病媒控制。
本研究也存在一些局限性,如样本量和地理范围有限,可能影响结果的普适性;未对蝇种进行鉴定,而不同蝇种的生态习性和传播能力可能不同;以及检测的基因面板有限,可能无法完全解释观察到的表型耐药。尽管如此,该研究为理解蝇类在肉类生产环境中作为MDR细菌潜在传播者的角色提供了重要证据,强调了在食品生产链中加强卫生规范、实施持续AMR监测和采取针对性蝇类控制策略的必要性。未来的研究应扩大分子筛查范围,进行纵向和跨区域的比较,并纳入蝇种的鉴定,以更全面地评估其传播风险并制定精准的防控措施。
打赏