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人體腸道菌群中抗生素耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移研究

2024-01-01 08:55:49駱慧曉張曉婷汪慶楊光李思敏劉長振齊麗英李書唱侯雅茹
中國抗生素雜志 2023年7期
關鍵詞:腸道菌群

駱慧曉 張曉婷 汪慶 楊光 李思敏 劉長振 齊麗英 李書唱 侯雅茹

摘要:抗生素的廣泛使用導致環(huán)境中出現(xiàn)了大量耐藥菌,其攜帶的耐藥基因會通過水平轉(zhuǎn)移在微生物間傳播,加重了耐藥基因及耐藥菌對環(huán)境的污染。由于腸道菌群多樣性較高且包含多種抗生素耐藥基因,人體腸道逐漸成為抗生素耐藥基因發(fā)生水平轉(zhuǎn)移的適宜場所??股氐倪^度使用容易改變腸道微生物的組成,影響宿主免疫功能,導致定植抗性的喪失,促使外源耐藥菌在腸道定植,對人體健康造成潛在風險。影響人體腸道中耐藥基因組成的因素多種多樣,包括抗生素的使用,食物,飲水等。本文介紹了腸道菌群耐藥基因的組成和傳播,總結(jié)了腸道菌群中抗生素耐藥基因的研究方法,并對未來研究重點進行了展望,以增強對人體腸道抗生素耐藥基因的認識,并為減少或控制腸道中抗生素耐藥性方法的開發(fā)提供新思路。

關鍵詞:抗生素耐藥基因;腸道菌群;水平基因轉(zhuǎn)移

中圖分類號:R978文獻標志碼:A

Horizontal transfer of antibiotic resistance genes in the human intestinal flora

Luo Huixiao, Zhang Xiaoting, Wang Qing, Yang Guang, Li Simin,

Liu Changzhen, Qi Liying, Li Shuchang, and Hou Yaru

(College of Energy and Environmental Engineering, Hebei Key Laboratory of Air Pollution Cause and Impact,

Hebei University of Engineering, Handan 056038)

Abstract The widespread use of antibiotics has led to the emergence of a large number of drug-resistant bacteria in the environment, which carry resistance genes that are transmitted between microorganisms through horizontal transfer, increasing the pollution of the environment by drug-resistant genes and drug-resistant bacteria. The human gut is becoming a suitable site for horizontal transfer of antibiotic resistance genes due to the high diversity of the intestinal flora and the presence of multiple antibiotic resistance genes. Abuse of antibiotics tends to alter the composition of the gut microbiota, affecting host immune function, leading to loss of colonizing resistance and promoting colonization of the gut by exogenous resistant bacteria. A variety of factors influence the composition of resistance genes in the human gut, including antibiotic use, food, and drinking water. This paper describes the composition and propagation of antibiotic resistance genes in the intestinal flora, summarizes the methods used to study antibiotic resistance genes in the intestinal flora, provides an outlook on future research priorities to enhance the understanding of antibiotic resistance genes in the human intestine, and provides new ideas for the development of methods to reduce or control antibiotic resistance in the intestine.

Key wordsAntibiotic resistance genes; Intestinal flora; Horizontal gene transfer

目前,抗生素在臨床、畜牧和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的廣泛使用,導致食品、水、空氣等多種環(huán)境中檢測到耐藥菌,耐藥菌的出現(xiàn)增加了感染性疾病的治療難度,給疾病的預防和控制帶來了新的挑戰(zhàn)[1-4]。腸道菌群與人類健康密切相關,抗生素的過度使用容易破壞腸道微生態(tài)的結(jié)構(gòu)及功能,降低腸道菌群多樣性及定植抗力,致使腸道中新耐藥菌的出現(xiàn)以及土著耐藥菌大量繁殖[5-6]??股剡M入腸道后所形成的選擇性壓力不僅能夠誘導腸道敏感菌株靶位發(fā)生突變,從而產(chǎn)生耐藥性,還可以促使耐藥基因通過可移動遺傳元件在相同種屬或不同種屬細菌之間進行水平轉(zhuǎn)移,導致耐藥基因在腸道環(huán)境中進行傳播擴散[5,7-9]。除抗生素類藥物暴露誘導外,以食物和水等介質(zhì)的外源耐藥基因的引入也是腸道耐藥基因產(chǎn)生和傳播的重要因素[10-12]。含耐藥菌的水或食物一旦進入人體將有可能定植于腸道,破壞腸道菌群穩(wěn)態(tài),對人體健康造成潛在風險[13]。腸道作為耐藥基因的儲存庫[14],腸道菌群種類豐富且菌群密度高,人體腸道已成為耐藥基因水平轉(zhuǎn)移的適宜場所[15-18]。本文介紹了人體腸道微生物組與相關疾病,綜述了外源耐藥菌在腸道的定植和水平基因轉(zhuǎn)移,總結(jié)了人體腸道抗生素耐藥基因的研究方法,以增強對人體腸道抗生素耐藥基因認識,并為減少或控制人體腸道中抗生素耐藥性提供借鑒。

1 人體腸道微生物和抗生素耐藥性

1.1 人體腸道微生物與相關疾病

人類腸道微生物組約有100萬億個細菌,分屬數(shù)百個不同的物種,可分為厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門和變形桿菌門,占細菌總數(shù)的90%以上[19-20]。腸道菌群影響著宿主各種代謝和生理功能,腸道菌群的豐富性和多樣性亦在維持人體健康方面發(fā)揮著關鍵作用,腸道菌群失調(diào)與多種疾病密切相關,如胃腸道疾病、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病等[21-22]。Li等[23]研究表明,與健康兒童相比,兒童肺結(jié)核患者腸道菌群多樣性降低。肺結(jié)核患兒中普雷沃菌屬、腸球菌屬增加,而瘤胃球菌屬、雙歧桿菌屬和普拉梭菌屬等有益菌減少。炎癥性腸病是慢性免疫介導的炎癥性疾病[24]。Frank等[25]發(fā)現(xiàn)腸道菌群失調(diào)與炎癥性腸病相關,與健康人群相比,炎癥性腸病患者腸道內(nèi)的擬桿菌門和厚壁菌門細菌豐度有所減少,而腸桿菌科細菌豐度相對增加。肥胖作為當前主要健康問題之一,其形成與腸道微生物密切相關[26-27]。Le Chatelier等[28]通過對比分析123名非肥胖丹麥人和169名肥胖丹麥人的腸道微生物組成,發(fā)現(xiàn)相對于瘦人而言,肥胖個體內(nèi)卟啉單胞菌、彎曲桿菌、類桿菌、葡萄球菌、副桿菌和瘤胃球菌的比例較高,而乳酸桿菌、雙歧桿菌、糞桿菌、阿克曼菌、甲烷短桿菌和糞球菌的比例較低。過敏性疾病是免疫性相關疾病,腸道菌群失調(diào)亦會影響過敏性疾病的發(fā)展。OConnor等[29]發(fā)現(xiàn)在兒童過敏癥狀開始時,腸道菌群部分細菌豐度較低,而金黃色葡萄球菌、普氏桿菌和雙歧桿菌的豐度較高。自閉癥是一種神經(jīng)發(fā)育障礙,其與腸道功能障礙及腸屏障功能損害有關。Finegold等[30]分析自閉癥兒童的糞便微生物組發(fā)現(xiàn),與健康兒童相比,自閉癥兒童腸道菌群的變形桿菌門和擬桿菌門占比較高,而厚壁菌門和放線菌門占比較低。腸道菌群的結(jié)構(gòu)組成與地理位置、飲食、藥物和個體遺傳學有關。菌群的差異與地理位置具有相關性。據(jù)報道,歐洲嬰兒腸道菌群存在“地理梯度”,北方地區(qū)的嬰兒雙歧桿菌和梭狀芽胞桿菌豐度較高,而南方地區(qū)嬰兒腸道中乳桿菌和類桿菌豐度較高[31]。母體中的腸道微生物可以在子宮內(nèi)轉(zhuǎn)移至胎兒體內(nèi)[2]。Jimenez等[32]喂養(yǎng)懷孕小鼠帶有基因標簽的牛奶,發(fā)現(xiàn)無菌剖腹產(chǎn)足月小鼠的胎糞中可分離到該標記菌株。飲食類型是影響嬰兒腸道菌群組成的重要因素[33]。研究表明,嬰兒腸道細菌的主要來源是母乳中的鏈球菌和葡萄球菌,隨著斷奶和固體食物的引入,腸道菌群的多樣性增加,擬桿菌和梭狀芽胞桿菌的定植能力增強[31,34-35]??股貙δc道菌群有長期影響[36]。Jernberg等[37]研究克林霉素治療對腸道菌群的影響,發(fā)現(xiàn)克林霉素治療7 d后,受試者擬桿菌屬克隆多樣性大幅降低。腸道菌群在維持宿主生理穩(wěn)態(tài)、促進免疫系統(tǒng)發(fā)育和調(diào)節(jié)宿主代謝方面發(fā)揮著關鍵作用,因此腸道微生物組的改變與人體健康和疾病密切相關。

1.2 腸道耐藥菌和耐藥基因

人體腸道菌群是抗生素耐藥基因的重要儲存庫[14]。 Forslundet等[38]在來自7個國家共252份成人糞便樣本中發(fā)現(xiàn)了68類抗生素中的50種耐藥基因,平均每個樣本有21種耐藥基因。Hu等[39]在來自中國、丹麥和西班牙162個人的數(shù)據(jù)集中檢測到了1093個耐藥基因。研究表明,桿菌肽類、萬古霉素類和四環(huán)素類耐藥基因廣泛存在于人體腸道中,其中四環(huán)素類耐藥基因tet32、tet40、tetO、tetQ和tetW在人體腸道中普遍檢出且相對豐度較高[38-39]。耐藥菌以及耐藥基因亦在幼兒腸道中檢出[40]。郝璐等[41]采用PCR技術對新生兒糞便進行檢測,結(jié)果表明新生兒糞便中存在四環(huán)素類耐藥基因tetB、tetM、tetQ及大環(huán)內(nèi)酯類耐藥基因ermB和ermF。文雯等[42]通過研究3~5歲兒童糞便樣本發(fā)現(xiàn),兒童腸道菌群中普遍存在四環(huán)素類耐藥基因tetB、tetQ、tetM和tetW及大環(huán)內(nèi)酯類耐藥基因ermB和ermF。耐藥菌和耐藥基因不僅存在于成人腸道,也存在于幼兒腸道。

腸道耐藥基因組成的影響因素多種多樣。抗生素治療容易降低腸道菌群的多樣性,增加耐藥基因的豐度[43-44]。Gu等[45]通過16S rRNA基因測序評價氟喹諾酮和β-內(nèi)酰胺類抗生素對小鼠腸道菌群的短期影響,結(jié)果顯示,4 d的抗生素暴露顯著降低了腸道細菌的α和β多樣性。Jakobsson等[46]研究了克拉霉素和甲硝唑治療的長期影響,發(fā)現(xiàn)治療前糞便樣本存在低豐度的耐藥基因ermB,治療后ermB耐藥基因水平持續(xù)增加長達4年。文雯[42]通過對比3個月內(nèi)未使用抗生素兒童與1周內(nèi)使用頭孢類抗生素兒童的腸道菌群耐藥基因組成,發(fā)現(xiàn)相較于未使用抗生素的兒童,1周內(nèi)使用抗生素兒童糞便中攜帶較高豐度的β-內(nèi)酰胺酶類抗生素耐藥基因blaTEM。地區(qū)差異也是腸道耐藥基因組成的影響因素之一。Ghosh等[47]通過比較不同國家人體腸道菌群的抗生素耐藥性差異,發(fā)現(xiàn)與美國和丹麥人相比,南歐人(西班牙、法國和意大利)的抗生素耐藥基因的豐度以及多樣性顯著高于美國和丹麥人。人體腸道中耐藥基因的多樣性隨著年齡的增長而增加。Lu等[48]研究不同年齡階段腸道內(nèi)耐藥基因的多樣性,在學齡前兒童、學齡兒童、高中生和成人組中分別鑒定出25、37、58和72種耐藥基因。飲食及生活方式對腸道耐藥基因組的組成與多樣性亦有一定的影響[49]。研究發(fā)現(xiàn),哈扎人和美洲印第安人以狩獵-采集為生的原始生活方式生存,與工業(yè)現(xiàn)代化生活相比,腸道耐藥基因多樣性更高[50-51]。Ghosh等[47]通過對比印度健康兒童與營養(yǎng)不良兒童的腸道菌群耐藥基因組成,發(fā)現(xiàn)健康兒童與營養(yǎng)不良兒童的腸道菌群中均檢測到四環(huán)素、頭孢菌素、萬古霉素耐藥基因,而僅在營養(yǎng)不良兒童腸道菌群中檢測到桿菌肽、鏈陽霉素A、膦胺霉素和磺胺類耐藥基因。由此可知,腸道耐藥基因的組成與藥物、地區(qū)、年齡、生活方式等多種因素有關。

2 外源耐藥菌在人體腸道的定植

由于生活環(huán)境不同,人體所接觸的外界微生物多種多樣,其中不乏耐藥菌。腸道自身的抵抗機制能夠抵御外來病原菌,防止細菌定植[52-53]。穩(wěn)定的腸道菌群能夠抵制外源微生物的入侵,如腸桿菌產(chǎn)生的細菌素可以直接抑制腸出血性大腸埃希菌的繁殖[54],雙歧桿菌也可以通過酸化腸道環(huán)境的方式阻止病原大腸埃希菌的定植[55]。而抗生素可通過改變細菌代謝產(chǎn)物和腸道微環(huán)境降低宿主的定植抗力,從而使外源耐藥菌進入腸道定植[56-57]。Melina[58]研究發(fā)現(xiàn)抗生素通過改變正常腸道菌群的組成,使菌群屏障被破壞,外源菌艱難梭菌容易以芽孢的形式被攝入并繁殖,導致艱難梭菌在腸道中定植。Fraz?oa等[59]研究發(fā)現(xiàn)鏈霉素的短期治療能夠打破定植抗性,使大腸埃希菌定植于小鼠腸道菌群。Edlund等[60]分析了口服頭孢泊肟酯對健康受試者腸道菌群的影響,發(fā)現(xiàn)用藥期間酵母菌和葡萄球菌定植于2名受試者腸道,艱難梭菌定植于5名受試者腸道,停藥兩周后仍有兩名受試者腸道攜帶艱難梭菌。另有研究發(fā)現(xiàn),克林霉素治療7 d后,耐克林霉素的擬桿菌數(shù)量明顯增加,經(jīng)克林霉素治療后長達2年仍可分離到耐藥菌株[61]。

外源耐藥菌可通過食物鏈傳播至腸道[49,62]。研究表明在動物和零售肉類中發(fā)現(xiàn)mcr-1耐藥基因,含有mcr-1的質(zhì)粒在大腸埃希菌菌株之間具有較高的體外轉(zhuǎn)移率,因此含mcr-1基因的大腸埃希菌可能通過食物鏈傳播到人體腸道細菌[63]。Leicester等[64]分析發(fā)現(xiàn)6名志愿者食用含有耐藥菌的雞肉后,萬古霉素耐藥基因從雞源糞腸球菌轉(zhuǎn)移至志愿者體內(nèi)的糞腸球菌。水環(huán)境作為龐大的耐藥基因儲存庫使得耐藥基因能夠以水環(huán)境為媒介傳播至腸道。研究發(fā)現(xiàn),水中產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBL)菌株可通過飲水進入腸道,當停止接觸污染飲用水7 d后,仍能從小鼠糞便中檢測到耐藥菌[65]。姜瀚集等[66]通過建立耐藥質(zhì)粒在斑馬魚體內(nèi)的接合轉(zhuǎn)移模型,研究了耐藥基因在斑馬魚體內(nèi)的定植,發(fā)現(xiàn)了水環(huán)境中的耐藥菌會隨水體進入斑馬魚體內(nèi)并在腸道內(nèi)定植。外源耐藥菌容易通過臨床抗生素的使用、食物鏈、水體等方式進入人體腸道并在腸道內(nèi)定植,導致耐藥基因在腸道內(nèi)廣泛傳播。

3 外源耐藥菌在腸道的水平基因轉(zhuǎn)移

3.1 轉(zhuǎn)化

轉(zhuǎn)化是受體細菌從周圍環(huán)境中直接獲得裸DNA片段的過程。研究發(fā)現(xiàn)已有超過80種細菌具有天然轉(zhuǎn)化能力[67],病原菌淋球菌、霍亂弧菌和肺炎鏈球菌等能夠進行自然轉(zhuǎn)化,并通過轉(zhuǎn)化這一過程獲得了耐藥性[68]。李萬可蘭等[69]研究了葡萄球菌與大腸埃希菌間耐藥性傳遞,結(jié)果表明葡萄球菌耐藥質(zhì)粒DNA,可以在體外轉(zhuǎn)化感受態(tài)大腸埃希菌,使大腸埃希菌獲得耐藥性。外源耐藥菌可以通過飲食進入腸道,并在宿主菌的幫助下在腸道菌群中定植和傳播。Ding等[70]通過小鼠實驗研究發(fā)現(xiàn)了游離質(zhì)粒RK2攜帶的氨芐西林耐藥基因在小鼠腸道菌群中的轉(zhuǎn)化和傳播。由上可知,轉(zhuǎn)化有助于腸道中抗生素耐藥基因的傳播。

3.2 轉(zhuǎn)導

轉(zhuǎn)導是通過噬菌體在細菌間傳遞基因的過程[71]。人體腸道中含有大量噬菌體,抗生素治療容易導致噬菌體中耐藥基因片段增加[71-72]。Modi等[73]研究發(fā)現(xiàn)與對照組小鼠相比,環(huán)丙沙星或氨芐西林處理組小鼠的噬菌體中耐藥基因豐度更高。噬菌體介導基因轉(zhuǎn)移的傳統(tǒng)研究手段是利用選擇性培養(yǎng)基對轉(zhuǎn)導子進行篩選,可以直觀表征轉(zhuǎn)導結(jié)果。Fard等[74]分離了3種噬菌體進行轉(zhuǎn)導試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),四環(huán)素耐藥性由鶉雞腸球菌可轉(zhuǎn)移至糞腸球菌;慶大霉素耐藥性由糞腸球菌可轉(zhuǎn)移至屎腸球菌、海氏腸球菌和酪黃腸球菌,試驗表明噬菌體在腸球菌抗生素耐藥性轉(zhuǎn)移中發(fā)揮了一定作用。目前研究表明,噬菌體在抗生素耐藥基因的轉(zhuǎn)移中具有一定的作用,但與質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子等可移動元件相比,其貢獻比例尚未明確[75]。

3.3 接合

在接合過程中,可移動的遺傳元件(如質(zhì)粒)以及整合和接合元件可從一種細菌轉(zhuǎn)移到另一種細菌[76]。Canton等[77]研究了耐藥質(zhì)粒在病原菌中的傳播,結(jié)果表明,耐藥基因成功插入質(zhì)粒后可在群落、物種甚至屬間迅速傳播。質(zhì)粒在臨床病原體之間抗生素耐藥基因的傳播中發(fā)揮著重要作用。Mulvey等[78]發(fā)現(xiàn)醫(yī)院患者腸道內(nèi)的肺炎克雷伯菌和大腸埃希菌之間存在碳青霉烯類耐藥性的接合轉(zhuǎn)移。食物中耐藥菌可通過接合轉(zhuǎn)移將耐藥基因轉(zhuǎn)移至腸道細菌。Maeusli等[79]將含耐藥菌的生菜喂食小鼠,發(fā)現(xiàn)生菜中的不動桿菌將編碼耐藥基因的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到了小鼠體內(nèi)的肺炎克雷伯菌中。Fernandez

等[80]通過喂食小鼠奶酪,發(fā)現(xiàn)奶酪中的植物乳桿菌將編碼耐藥基因的質(zhì)粒pLFE1轉(zhuǎn)移至小鼠糞腸球菌使其獲得紅霉素耐藥性。腸道中高密度的細菌細胞和致密的黏液層為接合提供了有利環(huán)境,質(zhì)粒介導的耐藥基因水平轉(zhuǎn)移是基因轉(zhuǎn)移中的常見方式[11,59]。

4 腸道耐藥基因的研究方法

4.1 瓊脂稀釋法和肉湯稀釋法

選擇性培養(yǎng)基可對特定的腸道菌群進行計數(shù)和分離,并可通過稀釋法檢測分離菌株的抗生素耐藥性[81]。Mandar等[82]從1~2歲兒童的糞便中分離出60株乳桿菌,研究發(fā)現(xiàn)所有菌株均對甲硝唑表現(xiàn)出耐藥性,73%的菌株對萬古霉素耐藥,約一半的菌株對頭孢西丁和環(huán)丙沙星耐藥。鐘嘉誠等[83]分離出102株禽源致病性大腸埃希菌,發(fā)現(xiàn)致病性大腸埃希菌對阿莫西林、氨芐西林和頭孢拉定的耐藥率均在85.71%以上,對頭孢唑林和頭孢噻呋的耐藥率分別為62.75%和47.06%。Delgado等[84]分離出122株雙歧桿菌和乳桿菌,發(fā)現(xiàn)其中約一半乳桿菌對頭孢西丁耐藥,約30%雙歧桿菌對四環(huán)素耐藥。傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)技術有助于分析細菌的耐藥表型和基因型[85]。李玲等[86]通過微量肉湯稀釋法測定克隆菌株對甲氧芐啶的耐藥性,結(jié)果顯示克隆到大腸埃希菌中的新型dfrB7基因表現(xiàn)出對甲氧芐啶的高耐藥性。丁曉敏等[87]通過二倍瓊脂稀釋法測定產(chǎn)CTX-M-55型ESBLs的12株菌株對20種抗生素的敏感性,結(jié)果顯示所有菌株對頭孢噻肟表現(xiàn)出高耐藥性,有10株均對環(huán)丙沙星表現(xiàn)出多重耐藥。然而目前約80%的腸道細菌仍不可體外培養(yǎng),該技術無法全面研究腸道耐藥基因組[85]。

4.2 定量PCR

從糞便中提取細菌DNA,并可通過定量PCR對特定的耐藥基因進行定量[85]。蔲宏等[88]采用PCR法檢測了66株豬源大腸埃希菌攜帶耐藥基因sul1、sul2和sul3的情況,結(jié)果顯示3種耐藥基因總檢出率為100%,其中sul3檢出率最高(100%),其次是sul1(89.4%)和sul2(77.3%),同時攜帶sul1、sul2和sul3等3種基因型的大腸埃希菌占74.2%。Buelow

等[89]通過定量PCR發(fā)現(xiàn),選擇消化道凈化治療的ICU患者腸道中氨基糖苷類耐藥基因豐度有所增加。定量PCR技術克服了分離培養(yǎng)技術存在的缺陷,且可對樣品中耐藥基因進行定量分析[90]。劉宇等[91]通過PCR技術對不同養(yǎng)殖場畜禽糞便中耐藥基因進行定量,發(fā)現(xiàn)生豬養(yǎng)殖場耐藥基因相對豐度明顯高于牛(羊)和雞(鴨)養(yǎng)殖場。然而,定量PCR技術不能提供耐藥基因的遺傳背景和宿主信息[90]。

4.3 宏基因組技術

宏基因組學領域大致可以分為兩種不同的方法:基于序列宏基因組學和功能宏基因組學[92]?;谛蛄泻昊蚪M學通過研究樣本中生物群落的所有基因組序列,探究人體的微生物多樣性、種群結(jié)構(gòu)和功能基因等方面,并可用于定量檢測微生物群中的耐藥基因[93]。Hu等[39]通過對來自丹麥、西班牙、中國的162名人體腸道微生物中的耐藥基因進行宏基因組測序,共檢出1093個耐藥基因,其中中國人的耐藥基因豐度最高,其次是丹麥人和西班牙人。Pérez-Cobas等[94]利用宏基因組學研究了抗生素治療前后四名患者腸道菌群內(nèi)的耐藥基因,發(fā)現(xiàn)抗生素治療后耐藥基因豐度有所增加。

功能宏基因組學能夠用于識別新型耐藥基因,全面研究耐藥基因的功能、活性和代謝產(chǎn)物,獲得有關耐藥基因遺傳背景信息,為探究腸道中耐藥基因的存在、傳播提供了有效手段[95-96]。Sommer等[97]通過功能宏基因組技術研究了2名健康人體的糞便和唾液樣本,共分離出290個抗生素耐藥克隆,篩選出13種不同抗生素耐藥基因片段。Moore等[98]通過功能宏基因組技術分析了22名健康嬰兒和兒童糞便樣本,發(fā)現(xiàn)了3個新型耐藥基因。Buelow等[89]基于fosmid文庫的功能宏基因組學對住院患者腸道菌群進行研究,鑒定出5個妥布霉素、氨芐西林、四環(huán)素和紅霉素耐藥基因的克隆,并對耐藥基因的fosmid文庫插入片段進行測序,從而分析耐藥基因的遺傳背景。功能宏基因組學已廣泛應用于人體腸道耐藥基因的研究,一定程度上豐富補充了宏基因組測序研究[90]。

5 結(jié)論與展望

腸道菌群作為耐藥基因的儲存庫,存在著上千種耐藥基因,正常腸道菌群能夠維持宿主營養(yǎng)代謝、外源物和藥物代謝以及腸黏膜屏障的結(jié)構(gòu)完整性,因此維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)對人體健康至關重要。目前在部分食物和飲用水中檢測到耐藥菌和耐藥基因,攜帶耐藥基因的耐藥菌可能通過食物鏈定植于人體腸道,此外,耐藥基因可以通過質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子、整合子和噬菌體等可移動遺傳元件在腸道菌群間以接合、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導的方式進行水平轉(zhuǎn)移,從而使敏感菌獲得外源耐藥基因,對人體健康造成重大威脅?,F(xiàn)有測序技術和實驗手段一定程度上揭示了耐藥基因在腸道菌株間的傳播程度,未來的研究重點可以集中到以下幾點:

(1)腸道耐藥基因的具體傳播途徑仍缺乏足夠的認識,耐藥基因在食物-人體、水體-人體中傳播擴散的研究還需要進一步推進。

(2)完善現(xiàn)有的實驗方法和技術手段,進一步探究耐藥基因的動態(tài)水平轉(zhuǎn)移過程。

(3)針對耐藥基因的風險分級,對耐藥基因的分析識別有待深入研究。

參 考 文 獻

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