食品體系中的抗生素耐藥性研究

張雪穎

（1.蘇州大學(xué) 江蘇蘇州 215006；2.劍橋-蘇大基因組資源中心）

1 前言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)有1 000多種細(xì)菌被發(fā)現(xiàn)，超過1 014個細(xì)菌構(gòu)成了人類腸道系統(tǒng)的微生態(tài)，使其成為自然界中最復(fù)雜的細(xì)菌群落之一。由于腸道菌群有助于能量代謝、強(qiáng)化免疫系統(tǒng)、抑制胃腸道系統(tǒng)中致病菌，使得腸道菌群與宿主之間的具有共生互利關(guān)系[1]。

新生兒腸道系統(tǒng)通常被認(rèn)為是無菌的，但在出生的一兩天內(nèi)，它很快就被來自母親和環(huán)境的細(xì)菌所浸染。大腸埃希菌和鏈球菌是最初的定植菌，這進(jìn)一步降低了胃腸系統(tǒng)的氧化還原電位，使其有利于后續(xù)菌株的棲居，其中大多數(shù)是厭氧菌[2]。有研究發(fā)現(xiàn)，分娩方式和喂養(yǎng)來源有助于嬰兒腸道菌群的早期發(fā)育。值得注意的是，經(jīng)剖腹產(chǎn)出生的嬰兒一般需要較長的時間（最多6個月）才能完全建立胃腸菌群，而陰道出生的嬰兒可能只需1個月[3]。分娩方法被認(rèn)為是嬰兒出生后初次接觸的重要決定因素，因?yàn)殛幍莱錾膵雰嚎赡苡懈嗟臋C(jī)會接觸母親的菌群，尤其是糞便中的微生物。嬰兒食品除了與母親和環(huán)境接觸外，還在嬰幼兒胃腸道微生物區(qū)系的早期發(fā)育中發(fā)揮著重要作用。眾所周知，母乳喂養(yǎng)的嬰兒通常以雙歧桿菌為主，而配方奶喂養(yǎng)的嬰兒則形成了由腸桿菌科、腸球菌等組成的多種腸道菌群[4]。

2 抗生素耐藥性（ART）細(xì)菌來源

已有研究證實(shí)，在健康的人類口腔和糞便樣本中檢測出ART細(xì)菌，表明人類是生態(tài)系統(tǒng)抗生素抗性（AR）循環(huán)的一部分。Ready等人[5]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在過去3個月內(nèi)未接觸抗生素的大多數(shù)兒童口腔中發(fā)現(xiàn)抗氨芐西林、青霉素、紅霉素和四環(huán)素耐藥細(xì)菌；而嬰兒胃腸道抗生素耐藥性的分布及流行情況鮮有研究。此外，在未接觸抗生素或以傳統(tǒng)固體食物為主的嬰兒糞便中也存在ART細(xì)菌，表明ART細(xì)菌在人類胃腸道的發(fā)展可以獨(dú)立于抗生素治療且ART細(xì)菌可以通過食物的攝入而進(jìn)入胃腸道。

3 AR的來源及特點(diǎn)

3.1 來源

AR主要是由多藥耐藥病原菌的出現(xiàn)和耐藥病原菌耐藥水平的提高2個相關(guān)問題引起的。大量研究發(fā)現(xiàn)，暴露于抗生素環(huán)境下可導(dǎo)致抗生素耐藥細(xì)菌的進(jìn)化，而醫(yī)院臨床環(huán)境是抗生素耐藥性演變的主要途徑，因此，限制抗生素在臨床治療中的使用是緩解耐藥性的主要策略。

在過去幾十年中，食源性病原體中AR的分離和表征引起了公共的極大關(guān)注，表現(xiàn)在抗生素在食品動物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和食物鏈向公眾傳播AR方面的潛在參與。許多研究報道了AR在各種病原體中的存在，包括但不僅限于大腸桿菌O157：H7、彎曲菌屬、沙門菌及單核細(xì)胞增生李斯特菌等[6]。

另一方面，由于大多數(shù)的研究集中在食源性病原體上，而病原體與食品有關(guān)的細(xì)菌數(shù)量非常有限，因此，食物鏈中的AR研究范圍非常有限。雖然ART食源性病原體可能對健康構(gòu)成威脅，但只有有限類型的食源性疾病使用抗生素治療。因此，ART食源性病原體對整體健康的影響是有限的。然而，自2005年以來新出現(xiàn)的證據(jù)表明，與海鮮有關(guān)的共有細(xì)菌以及與乳制品和許多其他商品食品有關(guān)的共生細(xì)菌中普遍存在AR，促使人們更加密切關(guān)注食物鏈對AR傳播的影響。

3.2 特點(diǎn)

在食品生態(tài)系統(tǒng)中，以食品原料中的發(fā)酵劑培養(yǎng)和天然菌群等益生菌占主導(dǎo)地位。這些微生物菌群每天通過食物的攝入而進(jìn)入胃腸道。Manuzon等人[7]報告，每克發(fā)酵食物中攜帶多達(dá)108份抗性基因。食品系統(tǒng)中的細(xì)菌被發(fā)現(xiàn)是整個食物鏈的AR基因攜帶者，從原材料（如海鮮原料、肉類和牛奶）到即食食品（如即食沙拉、奶酪、壽司）。許多食品共生體，包括通常用作發(fā)酵劑培養(yǎng)物或益生菌的細(xì)菌，均被發(fā)現(xiàn)攜帶抗藥性基因，使它們成為通過食物鏈向消費(fèi)者傳播AR的潛在供體。值得注意的是，益生菌是在食品工業(yè)中主動添加的有益細(xì)菌，有益于腸道健康，可以減少腐敗和致病菌的污染，但同時也易受水平基因傳播的影響，是AR基因的載體和潛在供體。許多經(jīng)鑒定的食源性AR基因載體均為耐酸性兼性厭氧菌，如腸球菌屬、鏈球菌屬、乳球菌屬等[8]，表明食品相關(guān)ART菌可能在人胃腸道中存活。

4 抗生素耐藥菌的傳播

4.1 影響腸道菌群生態(tài)的途徑

抗生素耐藥菌通過消化道系統(tǒng)進(jìn)入胃腸道，可能通過以下途徑影響腸道菌群的生態(tài)：

（1）在人體消化道系統(tǒng)中定植，并成為居住微生物區(qū)系的一員；

（2）通過共軛/自然轉(zhuǎn)移/轉(zhuǎn)染與其他居民腸道菌群交換移動基因元素，在細(xì)菌群體中傳遞抗生素抗性。事實(shí)上，許多食物共生細(xì)菌在輸入后不久就能定居哺乳動物的腸道。

4.2 抗藥性基因傳遞的影響因素

抗藥性基因的傳遞主要受以下因素的影響：

（1）抗性基因是否位于移動基因元件上；

（2）AR基因庫的大小；

（3）基因供體與受體之間的接觸機(jī)會；

（4）供者與受體之間的結(jié)合/自然轉(zhuǎn)移/轉(zhuǎn)導(dǎo)的遺傳相容性。

ART細(xì)菌通過攝食、偶爾定植和水平基因傳播而不斷供應(yīng)，必然會增加腸道微生物的抗藥性，增強(qiáng)AR循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化。

5 結(jié)語

綜上所述，某些細(xì)菌，如ART腸球菌和其他乳酸菌，在食物和宿主生態(tài)系統(tǒng)中都被發(fā)現(xiàn)，并且很容易將AR基因傳播到實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的實(shí)驗(yàn)菌群及致病菌。這些因素將有利于諸如在水平基因轉(zhuǎn)移、食品動物和水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中應(yīng)用益生菌而沒有適當(dāng)篩選它們作為AR緩解控制的潛力以及在自然和宿主環(huán)境中AR的出現(xiàn)和演化等一系列問題的進(jìn)一步研究[9]。