来自中国检验检疫科学研究院农产品安全研究中心的谈笑、王娉和武汉轻工大学生物与制药工程学院李睿等人对动物源性食品中病原菌的耐药现状进行了阐述,系统地分析了动物源性食品中耐药病原菌产生机制及因素。同时探讨了动物源性食品中耐药病原菌预防和监控的新方法或技术。
1. 动物源性食品中病原菌的耐药现状
因为食源性动物饲养生长的环境不一、食品的加工工艺不同,导致不同的动物源性食品中的耐药病原菌有所差异。近十几年来随着抗生素的大量使用及新型抗生素的应用,动物源性食品中微生物的耐药性及种类发生变化,耐药率逐年上升,并出现新的耐药表型。与此同时,耐药分离株的耐药表型也变得更为复杂,由单一耐药转变为多重耐药(对至少3 类抗生素有抗性)。
不仅如此,目前还在动物源性食品中发现了对一线治疗药物产生了抗性的致病菌(如:单增李斯特菌),这一发现预示着未来在治疗食源性致病菌感染时,传统的药物可能不再有效,相应的治疗成本也会上升。
更为严峻的是,在动物源性食品中还分离出以前仅存于临床上的“超级细菌”,与此同时,一些近几年发现的新型“超级耐药基因”如blaNDM-1、blaKPC、mcr-1等也开始在动物源性食品中开始传播。此外,还发现微生物的耐药表型在相同的动物源性食品中会呈现出一定的聚集性,在不同的动物源性食品中,又往往有所差异。
2. 动物源性食品中耐药菌的产生
(1)细菌耐药性产生和传播的分子机制
细菌耐药性产生的分子机制主要分为2 类,一类是天然性耐药,一类是获得性耐药。
基因突变
细菌对新药物的抗性往往通过基因突变产生,大多数抗生素与其靶位有很高的亲和性,它们通过与靶位的结合,阻断细菌的正常生化活动。当编码抗生素靶位的基因发生突变时,靶位的结构发生改变,抗生素无法与其结合,正常的代谢途径不会阻断,细菌便可获得对抗生素的耐药性。
耐药基因水平转移
通常耐药基因水平转移有整合子介导、转座子介导及质粒介导等多种方式。通过耐药基因变异、转移、传播和扩散,极易形成高度耐药菌株或是多耐药菌株。
细菌耐药“网络”
目前,研究最多的是DNA损伤诱导反应( SOS)介导的遗传网络调节细菌耐药性。此外,随着生物信息学的进一步发展,基因聚类分析、功能富集分析、基因相互作用网络构建等分析方法也会逐渐应用到细菌耐药性分析中。
(2)动物源性食品中细菌耐药性产生的原因
在养殖业和农业中使用抗生素是耐药菌和耐药基因向食源性动物和人类传播的主要途径之一。在环境中抗生素的压力下,细菌通过整合子、ICE、 Tn、质粒等各种方式获取环境中的抗性基因,抵抗外界压力,抗性基因复制频率和水平转移的频率增高。不仅如此,细菌还将抗生素抗性基因固定在基因组中,形成含有多种抗性基因的抗性岛,导致多耐药菌株产生。除了通过快速“收购”环境中的耐药基因,耐药菌还可以通过食品加工链在动物源性食品中迅速产生传播。还有研究报道,动物源性食品中有些耐药菌来源于人类,尤其是大肠杆菌、沙门氏菌和弯曲杆菌等人畜共患的致病菌。
3. 动物源性食品中耐药菌的预防与监控
兽用抗生素的合理使用
抗生素能减少动物的疾病和痛苦,减少农牧业上不必要的损失。我们需要合理控制,减少其对人类健康的威胁。各国对抗生素的使用控制措施有所不同。欧盟采取的是比较严厉的“预防原则”,从2006年就开始禁止将兽用抗生素作促生长剂添加到动物饲料中。美国食品药品管理局则规定新批的抗生素不能用作动物饲料的添加剂,只能作为兽用处方药使用。中国也制定了《兽药管理条例》等文件来规范兽用抗生素的生产、销售和使用,并将逐步采取举措来防止抗生素耐药性在食物链中的产生和传播。
兽用抗生素的风险评估
评估方法主要是检测最低预防浓度下连续传代细菌的突变率。然而这种方法还有所不足,并不能为新药的开发和使用提供令人信服的数据支持,新的评估方式还有待开发和完善。
耐药菌和基因的检测和监控
目前耐药菌的检测主要采用微生物分离鉴定和聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)等技术。然而耐药菌传播迅速,多耐药性菌株层出不穷,传统的微生物学研究方法和技术已有些显得捉襟见肘,新的技术和方法需要被开发应用
结 语
加强食品中耐药菌的检测和监控,强化动物源性食品中耐药菌流行规律的研究,建立与耐药菌的遗传特征、传播速度与传播规律等相关的预测模型,将有助于完善科学的公共卫生政策,制定有效的干预策略,落实食品生产的关键控制点,从而确保我国的食品安全。