馬濤 陸唯 李松勵(lì) 樊霞

（1. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京100193；3. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所 國家飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，北京 100081）

雖然抗生素自問世以來已經(jīng)挽救了數(shù)百萬人的生命，但伴隨產(chǎn)生的抗生素耐藥性也對(duì)全球公眾健康造成了巨大威脅。如果不加以改善，預(yù)計(jì)到2050年，每年因抗生素耐藥性導(dǎo)致死亡的人數(shù)將從70萬上升至1000萬［1］?？股啬退幮詥栴}產(chǎn)生的主要原因并非僅僅在于人類自身不合理地使用抗生素，還在于絕大部分（73%）抗生素用于給人類提供肉奶蛋等食品的養(yǎng)殖動(dòng)物［2］。事實(shí)上，自20世紀(jì)50年代起，抗生素就應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)，起到了提高飼料轉(zhuǎn)化效率、促進(jìn)生長或治療疾病/降低疾病發(fā)生率的作用［3］。尤其是2000年以來，非洲、亞洲和南美等中低收入國家的肉類產(chǎn)量分別增長了68%、64%和40%［2］，這很大程度上得益于集約化生產(chǎn)體系全球化的擴(kuò)展和普及，而抗生素的使用對(duì)于維持動(dòng)物健康和提高生產(chǎn)力起到了至關(guān)重要的作用［4］。全球用于雞、豬和牛的抗生素總使用量將從2010年的約6.3×103t萬噸增加到2030年的約10.5×103t噸，增幅高達(dá)67%［5］。越來越多的證據(jù)證明抗生素在畜禽生產(chǎn)上的大量使用與人類抗生素耐藥性問題的加重存在緊密聯(lián)系［6-8］，這是因?yàn)樾笄菹阑蛐螽a(chǎn)品（如牛奶）微生物攜帶的抗生素耐藥基因（Antibiotic resistance gene，ARG）可以轉(zhuǎn)移到人類消化道微生物中［9］?；诖耍?017年世界衛(wèi)生組織呼吁其成員國減少獸用抗菌藥物的使用［10-11］。我國已經(jīng)禁止在日糧中添加任何促生長的抗生素，然而動(dòng)物疫病發(fā)生時(shí)還需要使用抗生素治療。因此，抗生素耐藥性是21世紀(jì)全球面臨的最緊迫的挑戰(zhàn)之一，對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和食品安全構(gòu)成威脅。

為了降低畜禽生產(chǎn)環(huán)節(jié)ARG向人類的傳播，首先需要明確畜禽消化道或產(chǎn)品微生物攜帶哪些ARG。傳統(tǒng)上通過分離含有潛在ARG的細(xì)菌并提取其DNA，再通過PCR或者比較全基因組測序的方法明確該細(xì)菌含有哪些ARG［12］。但該方法的局限性在于僅能研究單一的、可體外培養(yǎng)的細(xì)菌。近年來，基于高通量測序技術(shù)來分析ARG的研究越來越受到青睞，因?yàn)樵摲椒ㄅc傳統(tǒng)技術(shù)相比擴(kuò)大了ARG的監(jiān)測范圍［13-14］。例如，使用宏基因組學(xué)來確定某個(gè)環(huán)境微生物群落全部抗生素耐藥性基因—耐藥組（Resistome）［15-16］組成和相對(duì)豐度的方法已廣泛應(yīng)用于人類腸道［17-18］、水源［19-21］、土壤［22-23］等微生物群落的研究中，畜禽消化道微生物耐藥組研究也開始受到關(guān)注。本文首先介紹了微生物耐藥組的研究方法，隨后對(duì)近年來畜禽消化道和乳中微生物耐藥組及其影響因素研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)和歸納，最后提出了未來研究方向，包括研究方法的標(biāo)準(zhǔn)化、耐藥組基因表達(dá)的研究等，旨在為控制畜禽養(yǎng)殖過程中ARG向人類的傳播提供思路。

1 微生物耐藥組的研究方法

1.1 基于序列的研究方法

該方法是利用生物信息學(xué)分析工具，將宏基因組或宏轉(zhuǎn)錄組測定的細(xì)菌基因組或轉(zhuǎn)錄組序列與ARG數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)來實(shí)現(xiàn)。具體而言，首先向分析工具提供測定的DNA或RNA序列，分析工具隨后使用不同的搜索算法與ARG參考數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)，最終確定該序列是否存在已知的ARG（圖1）。上述流程可利用商業(yè)公司提供的專有平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)，或者從github及bitbucket等開源平臺(tái)上下載工具來完成分析。生物信息學(xué)分析工具雖然多種多樣，但按照接受輸入數(shù)據(jù)類型的不同，主要分為可分析組裝后序列和可分析原始序列兩大類［24］。需要指出的是，不論何種分析工具都不能對(duì)輸入序列數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行控制，因此需要首先對(duì)原始序列或組裝后序列進(jìn)行質(zhì)量控制，再進(jìn)行耐藥組分析。

圖1 基于宏基因組測序的微生物耐藥組分析流程［25］

基于原始序列和基于組裝后序列的分析工具各有優(yōu)缺點(diǎn)：使用可分析組裝后的序列的工具時(shí)，組裝軟件的差異可能會(huì)影響結(jié)果的可比性［26-27］，這時(shí)由于序列組裝后，將輸入數(shù)據(jù)與ARG參考數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較的最常見方法依賴于BLAST和隱馬爾可夫模型搜索［28］?；贐LAST的工具可以根據(jù)基因長度和相似性百分比的默認(rèn)設(shè)置給出不同的輸出結(jié)果，如果設(shè)置太低或太高，都會(huì)對(duì)特異性產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，基于組裝的方法對(duì)于計(jì)算機(jī)配置要求很高。盡管有這些缺點(diǎn)，但是基于組裝的方法可以分析ARG的遺傳背景［25］。另一方面，使用可分析原始序列的工具時(shí)，其將序列數(shù)據(jù)與ARG數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)的方式較多，包括Bowtie2、BWA和KMA等［24］。該類分析工具的缺點(diǎn)是其比對(duì)時(shí)間相對(duì)于使用可分析組裝后序列的工具較長，但其優(yōu)點(diǎn)在于能夠檢測出由于組裝不完整可能會(huì)被忽略掉的耐藥基因［24］。

除分析方法外，耐藥組預(yù)測準(zhǔn)確性還取決于耐藥基因參考數(shù)據(jù)庫的完整性。耐藥基因參考數(shù)據(jù)庫可細(xì)分為專門用于檢測特定類別的耐藥基因（例如ARGO參考數(shù)據(jù)庫用于檢測耐β-內(nèi)酰胺（beta-lactam）和萬古霉素（vancomycin）基因［29］），和用于檢測出DNA/氨基酸序列中理論上可能存在的耐藥基因（如ARDB［30］、ResFinder［31］、CARD［32］數(shù)據(jù)庫）。除了上述側(cè)重點(diǎn)不同，不同耐藥基因參考數(shù)據(jù)庫還具有其他重要特征。首先，耐藥基因參考數(shù)據(jù)庫中收錄條目的標(biāo)準(zhǔn)不同：如CARD中的條目必須已在科學(xué)文獻(xiàn)中發(fā)表［32］，而在ResFinder對(duì)條目是否發(fā)布無嚴(yán)格的要求［31］。其次，條目的類型在參考數(shù)據(jù)庫之間也不同，大多數(shù)參考數(shù)據(jù)庫包括全部耐藥基因，只有少數(shù)參考數(shù)據(jù)庫也包括了染色體突變的耐藥基因（如MUBII-TB-DB［33］和PointFinder［34］）。最后，耐藥基因參考數(shù)據(jù)庫在條目格式（fasta或json等）、下載權(quán)限，以及定期維護(hù)頻率方面也有所不同［25］。因此在選擇最佳的耐藥基因數(shù)據(jù)庫時(shí)需要對(duì)這些區(qū)別特征有充分的了解。

1.2 基于功能宏基因組學(xué)的研究方法

功能宏基因組學(xué)是一種多步驟的研究手段，其利用編碼混合微生物群落的分離DNA的表達(dá)文庫來轉(zhuǎn)化相關(guān)的宿主微生物。隨后可以從廣泛的目標(biāo)表型中選擇對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化克隆，如酶促、脂解或水解活性［35］。利用功能宏基因組學(xué)方法，結(jié)合分子生物學(xué)技術(shù)，篩選并構(gòu)建抗生素耐藥基因庫，最后再利用生物信息學(xué)分析，確定新型的ARG［36-37］。應(yīng)用功能宏基因組學(xué)的微生物耐藥組研究流程如圖2所示。

圖2 基于功能宏基因組學(xué)的微生物耐藥組分析流程［36］

宏基因組文庫構(gòu)建的第一步是DNA提取，需要盡力保證完全提取樣品中的總DNA。此外，還需要得到足夠的片段以獲取表達(dá)所需的完整的目的基因或基因簇［38］；隨后選擇適宜的載體（如質(zhì)粒）和宿主菌（如大腸肝菌），利用提取的DNA構(gòu)建宏基因組文庫，根據(jù)所用載體的不同，需要將DNA片段化，以確保載體連接和轉(zhuǎn)化效率，然后通過化學(xué)轉(zhuǎn)化法或電轉(zhuǎn)化法將重組的質(zhì)粒載體導(dǎo)入宿主菌，實(shí)現(xiàn)宏基因組文庫的構(gòu)建［39］。

文庫構(gòu)建完成后，即可進(jìn)行抗生素耐藥功能篩選，由于構(gòu)建宏基因組文庫的宿主菌大多為革蘭氏陰性大腸桿菌，因此盡可能避免革蘭氏陰性菌不敏感抗生素（如糖肽類、大環(huán)內(nèi)酯類、萬古霉素等），通常選擇在環(huán)境中檢出率較高的抗生素（如四環(huán)素類、磺胺類、大環(huán)內(nèi)酯類和喹諾酮類）［39］。在進(jìn)行抗生素耐藥性篩選時(shí)，一般使用抗生素的最小抑菌濃度，收集在此濃度下存活的宿主菌（陽性克隆），提取其DNA，通過PCR擴(kuò)增并加入barcode序列［40］；對(duì)DNA進(jìn)行質(zhì)檢后，構(gòu)建測序文庫，用于高通量測序（如Nanopore或Pacbio等平臺(tái)），最后通過生物信息學(xué)分析手段，檢測所篩選的ARG，具體可通過poreFUME等集成式的分析流程分析［36］，也可自行選擇并組合分析軟件進(jìn)行分析［41］。

2 畜禽消化道微生物耐藥組分析

畜禽消化道微生物及其耐藥組的分析研究在近年開始受到關(guān)注［42］。畜禽消化道微生物耐藥基因既可能來源自母體，也可能通過與周圍環(huán)境中的耐藥性微生物（主要是細(xì)菌）直接接觸而獲得［43］。另一方面，消化道微生物具有廣泛而多樣的遺傳庫，可促進(jìn)耐藥性在常駐共生菌種之間和內(nèi)部的傳播［44］。從目前研究報(bào)道來看，四環(huán)素（Tetracycline）耐藥基因是畜禽（包括豬、雞、反芻動(dòng)物）消化道微生物普遍存在的耐藥基因。

2.1 豬的消化道微生物耐藥組分析

已有研究證明未接觸抗生素的豬糞便中存在耐藥性基因［45-46］，其中最主要的是四環(huán)素耐藥基因［47］。在沒有使用抗生素的情況下，豬場中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的四環(huán)素耐藥基因包括tetO、tetW、tetM、tetX和tetQ，另外也有多個(gè)大環(huán)內(nèi)酯類（Macrolide）抗性基因（ermG、ermF和ermB）［48］；同樣，新生仔豬在未接觸抗生素的情況下糞便中也有ARG［49］?；诤昊蚪M測序結(jié)果，我國學(xué)者對(duì)國內(nèi)4個(gè)大型豬場的豬糞耐藥組進(jìn)行了分析發(fā)現(xiàn)，四環(huán)素、氨基糖苷（Aminoglycoside）和多藥（Multidrug）耐藥基因占全部耐藥基因相對(duì)豐度的近70%［50］。Munk等［51］對(duì)歐洲9個(gè)國家豬的糞便耐藥組進(jìn)行了分析，結(jié)果表明不同國家豬糞便耐藥基因組成和比例相對(duì)一致，四環(huán)素耐藥基因相對(duì)豐度最高，超過了60%，其次是大環(huán)內(nèi)酯、β-內(nèi)酰胺和氨基糖苷類等基因。此外，共發(fā)現(xiàn)了33個(gè)核心ARG，包括VanG、tetC、blaACI和cfxA等。最近有研究表明，四環(huán)素、β-內(nèi)酰胺和多藥耐藥類耐藥基因表達(dá)量與大腸埃希氏菌（Escherichia）和普雷沃氏菌（Prevotella）相對(duì)豐度存在正相關(guān)［52］，說明這些菌可能是上述耐藥基因的主要宿主，為通過調(diào)控微生物組成降低豬生產(chǎn)中耐藥基因向環(huán)境中的傳播提供了依據(jù)。

2.2 家禽的消化道微生物耐藥組分析

Munk等［51］對(duì)歐洲9個(gè)國家家禽的糞便耐藥組進(jìn)行了分析，其中四環(huán)素、大環(huán)內(nèi)酯和氨基糖苷類等基因?yàn)橹?，但三者相?duì)豐度較接近，與豬糞便ARG中四環(huán)素耐藥基因占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)有很大的區(qū)別；此外共發(fā)現(xiàn)了49個(gè)核心ARG，包括strAB、sul2、blaTEM和tetA基因等。金霉素是家禽和豬生產(chǎn)中最常用的抗菌藥物之一［53］。我國學(xué)者研究了使用金霉素對(duì)肉雞糞便耐藥組的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用治療劑量的金霉素促進(jìn)了糞便四環(huán)素耐藥基因tetA和tetW的豐度，并抑制了多藥耐藥基因mdtA、mdtC、mdtK、ompR和TolC的豐度［54］。此外，治療劑量的金霉素導(dǎo)致變形菌門（Proteobacteria）相對(duì)豐度降低，主要是由于其降低了該菌門中大腸埃希菌/志賀氏菌屬（Shigella）的相對(duì)豐度（從72%降至58%）。金霉素對(duì)大腸埃希菌的抑制作用是治療劑量組中多藥耐藥基因減少的主要原因，因?yàn)榇竽c埃希菌是多藥耐藥基因的主要宿主［54］。

2.3 反芻動(dòng)物的消化道微生物耐藥組分析

作為反芻動(dòng)物獨(dú)有的消化器官，瘤胃微生物耐藥組在近年來受到廣泛關(guān)注。Auffret等［55］比較研究了不同精粗比、品種、使用抗生素對(duì)肉牛瘤胃微生物耐藥組的影響，結(jié)果表明，肉牛瘤胃耐藥基因以大環(huán)內(nèi)酯、氯霉素（chloramphenicol）、β-內(nèi)酰胺和氨基糖苷為主；品種對(duì)于瘤胃耐藥組的影響不顯著；飼喂高粗料的肉牛瘤胃樣品中氯霉素和微霉素（microcin）耐藥基因占主導(dǎo)地位，而飼喂高精料的肉牛對(duì)氨基糖苷和鏈霉素的耐藥性更豐富。此外，高精料日糧還增加了變形菌門的相對(duì)豐度，其中包括許多動(dòng)物和人畜共患病原體。Thomas等［56］研究發(fā)現(xiàn)飼糧中添加莫能菌素和泰樂菌素的肉牛瘤胃中檢測到了大環(huán)內(nèi)酯類耐藥基因（ermF和ermG），在未添加抗生素的肉牛瘤胃中檢測到了氨基糖苷類耐藥基因（aadE和aph（3）-III）。上述研究結(jié)果表明牛瘤胃微生物普遍存在耐藥基因，與抗生素飼料添加劑的使用沒有必然聯(lián)系。目前關(guān)于羊瘤胃微生物耐藥組研究非常有限，Hitch等［57］在綿羊瘤胃中發(fā)現(xiàn)了30種不同的耐藥基因，以達(dá)托霉素（daptomycin）耐藥基因最為常見。

除瘤胃外，還有學(xué)者研究了使用抗生素對(duì)肉牛糞便微生物耐藥組的影響。飼糧中添加莫能菌素后，肉牛糞便中共檢測到了43種耐藥基因，主要為氨基糖苷、β-內(nèi)酰胺、四環(huán)素和大環(huán)內(nèi)酯-林可酰胺-鏈霉菌素 B（macrolide-lincosamide-streptogramin B）類，與沒有添加莫能菌素的肉牛相比，四環(huán)素和MLS等耐藥基因相對(duì)豐度并未降低［58］。北美經(jīng)常在肉牛抵達(dá)飼養(yǎng)場后注射抗生素以控制呼吸道疾病，土拉霉素是一種用于預(yù)防與呼吸道疾病相關(guān)的抗生素［59-61］，給新進(jìn)牛只皮下注射土拉霉素后，分別在注射后的第1天和第11天比較對(duì)照組和注射組微生物和耐藥組差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組之間的微生物組和耐藥組成并沒有顯著差異。這些結(jié)果表明，與普通的代謝型抗微生物藥物治療相比，向飼養(yǎng)場的過渡以及飲食、地理環(huán)境的變化可能對(duì)飼養(yǎng)場牛的糞便微生物耐藥組的影響更大［62］。此外，最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，飼養(yǎng)過程中使用抗生素的牛場糞便中的耐藥基因要高于不使用抗生素牛場糞便中的耐藥基因豐度，其中育肥牛的四環(huán)素和大環(huán)內(nèi)酯類-林可酰胺-鏈霉菌素B類耐藥性比奶牛糞便中豐富，而β-內(nèi)酰胺類在奶牛糞便中更豐富，但過程分析（Procrustes analysis）發(fā)現(xiàn)微生物群落與耐藥組缺乏一致性［63］。最近有學(xué)者研究了使用抗生素對(duì)犢牛糞便微生物耐藥組的長效作用影響。將42只小牛犢隨機(jī)分為3組，第一組在5 d內(nèi)每天口服兩次1 g土霉素（高土霉素），第二組在7周內(nèi)每天接受100-200 μg的土霉素（低土霉素），第三組未接受土霉素（對(duì)照組），通過宏基因組測序分析了對(duì)腸道菌群和耐藥基因豐度的時(shí)間影響。結(jié)果表明3種耐藥基因（tetM、floR和mel）的相對(duì)豐度在對(duì)照組和抗生素之間存在顯著差異。通過qPCR驗(yàn)證宏基因組測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)高土霉素組在第28-35天的tetM豐度達(dá)到峰值，而在低土霉素組中未發(fā)現(xiàn)任何耐藥基因豐度的增加［64］。除使用抗生素外，最近也有研究表明飼糧中添加釀酒酵母對(duì)肉牛糞便中的耐藥組無顯著影響［65］，該研究結(jié)果表明四環(huán)素耐藥基因的相對(duì)豐度最高，包括tetQ、tetO、tetW和tet32；大環(huán)內(nèi)酯-林可酰胺-鏈霉菌素 B的mefA基因相對(duì)豐度最高，其次是ermq、mphb和lunc；氨基糖苷類耐藥基因中，相對(duì)豐度最高的是ant9，其次是cfx。上述研究表明除使用抗生素或益生菌外，其他因素（例如農(nóng)場的位置、牛源、管理模式等）都可能影響了糞便耐藥組，因此無法簡單地將糞便耐藥組歸咎于單一因素的影響。

3 乳中微生物耐藥組分析

據(jù)估計(jì)，美國至少有3%的人口消費(fèi)未經(jīng)巴氏消毒的生牛乳，且對(duì)于生牛乳需求持續(xù)增長。但是，食用原奶會(huì)導(dǎo)致食源性疾病，并且是含有可轉(zhuǎn)移的抗微生物耐藥基因（ARG）的細(xì)菌的來源。Liu等［66］比較分析了加利福尼亞州生牛乳和不同方式巴氏消毒后牛乳中微生物組及其耐藥組。結(jié)果表明剛采集的生牛乳和高溫瞬時(shí)巴氏消毒的牛乳中未檢測到任何耐藥基因，在室溫下放置24 h后，生牛乳中檢測到了49種耐藥基因，分別為多藥、氨基糖苷、β-內(nèi)酰胺和四環(huán)素這4大類耐藥基因。對(duì)耐藥組的微生物宿主進(jìn)行預(yù)測發(fā)現(xiàn)，9個(gè)已知菌科可能攜帶這些ARG，其中假單胞菌科（Pseudomonadaceae，36個(gè)）具有最多的獨(dú)特ARGs、其次是腸桿菌科（Enterobacteriaceae，28個(gè)）、耶爾森菌科（Yersiniaceae，14個(gè)）和莫拉菌科（Moraxellaceae，8個(gè)）。最近研究發(fā)現(xiàn)坦桑尼亞北部地區(qū)居民攜帶的耐藥性大腸桿菌可能來源自生牛奶［67］；巴西的一項(xiàng)研究表明，從水牛奶中分離出的凝固酶陰性葡萄球菌可能是潛在的耐藥基因如耐甲氧西林基因（mecA）的宿主［68］。上述研究表明，耐藥基因經(jīng)牛奶向人體中的傳播對(duì)人類健康造成的潛在危害可能比特定的病原體更為普遍，因此需要特別關(guān)注消費(fèi)未經(jīng)巴氏消毒奶制品的低收入國家［69-70］的微生物食品安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 未來研究方向

全球范圍內(nèi)對(duì)于畜禽消化道及其產(chǎn)品微生物耐藥組分析研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，主要體現(xiàn)在初步明確了上述耐藥組的基因組成和相對(duì)豐度。然而目前微生物耐藥組分析還存在著一定的局限性，從分析技術(shù)方法和研究思路方面還需要進(jìn)一步拓展挖掘。

首先，目前科學(xué)文獻(xiàn)中至少公開了近50種可用于分析耐藥組的資源［71-72］，既包括了可以嵌入用戶自己的生物信息學(xué)流程的基礎(chǔ)ARG參考數(shù)據(jù)庫，也包括了自帶參考數(shù)據(jù)庫且集成搜索工具的全套分析工具。由于這些分析工具的功能差異很大，因此需要考慮使用不同工具獲得的結(jié)果的可比性［73］。

其次，耐藥組依賴于細(xì)菌組成，而后者的分析受限于已知的微生物數(shù)據(jù)庫，鑒于細(xì)菌數(shù)據(jù)庫的局限性，目前尚有大量無法鑒定的微生物，因此已知的ARG可能僅代表實(shí)際抗菌素耐藥菌種群的一小部分?？梢院侠砑僭O(shè)，隨著細(xì)菌基因組測序和功能宏基因組學(xué)的爆炸式增長以及數(shù)據(jù)庫的不斷完善，將鑒定出許多以前功能未知且無法單獨(dú)通過序列識(shí)別的新型ARG［24］。

第三，細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的一個(gè)重要原因是能夠通過質(zhì)粒（Plasmid）之類的可移動(dòng)遺傳元件（Mobile genetic element，MGE）獲得耐藥基因的能力［74］。這是由于細(xì)菌之間存在廣泛的水平基因轉(zhuǎn)移（Horizontal gene transfer，HGT）［75-76］。質(zhì) 粒 介導(dǎo)的耐藥基因包括qnrA、blaCTX-M和mcr-1等［77］已追溯到了其環(huán)境和動(dòng)物起源，然而目前針對(duì)畜禽微生物質(zhì)粒等MGE攜帶的耐藥組研究仍然非常有限。已有研究表明，質(zhì)粒是牛瘤胃細(xì)菌群體中大量存在的MGE之一［78］，未來可基于ACLAME［79］和PlasmidFinder［80］等參考數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步明確畜禽消化道或產(chǎn)品中MGE攜帶的耐藥組，為限制耐藥基因通過HGT在細(xì)菌之間傳播提供依據(jù)。

第四，目前畜禽微生物耐藥組研究主要基于宏基因組短鏈［55-56］或長鏈測序［81］等技術(shù)，基因表達(dá)能夠更好地評(píng)估生物生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)功能活性［82］，但耐藥組的表達(dá)及其影響因素尚不清楚。最近已有研究利用宏基因組學(xué)和宏轉(zhuǎn)錄組評(píng)估了廢水處理廠的耐藥組，并揭示了工廠位置不僅影響耐藥組組成，而且影響具體耐藥基因的表達(dá)［83］。最近也有基于宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究分析了雞和豬腸道的耐藥組，但其樣本數(shù)理有限（每種動(dòng)物只有6個(gè)樣品）［84］，因此未來需要更多基于宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究，充分了解耐藥基因的表達(dá)情況，從而有針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行調(diào)控。

最后，目前耐藥組研究的最大局限在于沒有對(duì)耐藥基因的功能進(jìn)行驗(yàn)證，通過基因注釋獲得的耐藥基因未必具有真正的耐藥活性，因此一定程度上限制了將ARG微生物標(biāo)記物用于新興耐藥機(jī)制的臨床應(yīng)用。對(duì)于畜禽等養(yǎng)殖動(dòng)物腸道等環(huán)境中新型ARG的存在以及上述ARG的耐藥和傳播機(jī)制有待于系統(tǒng)地研究和進(jìn)一步驗(yàn)證［85］。

5 總結(jié)

耐藥組分析表明畜禽消化道及其產(chǎn)品微生物存在豐富的耐藥性基因，這些耐藥性基因的存在可能與抗生素的使用沒有直接聯(lián)系，但其組成和相對(duì)豐度可能受到抗生素、益生菌或其他飼料添加劑的影響。未來需要進(jìn)一步完善耐藥組分析手段和技術(shù)，探明耐藥組的表達(dá)以及質(zhì)粒攜帶的耐藥組，從而獲得完整全面的畜禽消化道微生物耐藥組分析結(jié)果。這將有助于充分評(píng)價(jià)動(dòng)物養(yǎng)殖過程中耐藥基因向人類傳播的可能性，并通過有效調(diào)控途徑降低耐藥性基因?qū)θ祟惤】岛铜h(huán)境的威脅。