食品体系中的抗生素耐药性研究

张雪颖

（1.苏州大学 江苏苏州 215006；2.剑桥-苏大基因组资源中心）

1 前言

据统计，目前已经有1 000多种细菌被发现，超过1 014个细菌构成了人类肠道系统的微生态，使其成为自然界中最复杂的细菌群落之一。由于肠道菌群有助于能量代谢、强化免疫系统、抑制胃肠道系统中致病菌，使得肠道菌群与宿主之间的具有共生互利关系[1]。

新生儿肠道系统通常被认为是无菌的，但在出生的一两天内，它很快就被来自母亲和环境的细菌所浸染。大肠埃希菌和链球菌是最初的定植菌，这进一步降低了胃肠系统的氧化还原电位，使其有利于后续菌株的栖居，其中大多数是厌氧菌[2]。有研究发现，分娩方式和喂养来源有助于婴儿肠道菌群的早期发育。值得注意的是，经剖腹产出生的婴儿一般需要较长的时间（最多6个月）才能完全建立胃肠菌群，而阴道出生的婴儿可能只需1个月[3]。分娩方法被认为是婴儿出生后初次接触的重要决定因素，因为阴道出生的婴儿可能有更多的机会接触母亲的菌群，尤其是粪便中的微生物。婴儿食品除了与母亲和环境接触外，还在婴幼儿胃肠道微生物区系的早期发育中发挥着重要作用。众所周知，母乳喂养的婴儿通常以双歧杆菌为主，而配方奶喂养的婴儿则形成了由肠杆菌科、肠球菌等组成的多种肠道菌群[4]。

2 抗生素耐药性（ART）细菌来源

已有研究证实，在健康的人类口腔和粪便样本中检测出ART细菌，表明人类是生态系统抗生素抗性（AR）循环的一部分。Ready等人[5]调查发现，在过去3个月内未接触抗生素的大多数儿童口腔中发现抗氨苄西林、青霉素、红霉素和四环素耐药细菌；而婴儿胃肠道抗生素耐药性的分布及流行情况鲜有研究。此外，在未接触抗生素或以传统固体食物为主的婴儿粪便中也存在ART细菌，表明ART细菌在人类胃肠道的发展可以独立于抗生素治疗且ART细菌可以通过食物的摄入而进入胃肠道。

3 AR的来源及特点

3.1 来源

AR主要是由多药耐药病原菌的出现和耐药病原菌耐药水平的提高2个相关问题引起的。大量研究发现，暴露于抗生素环境下可导致抗生素耐药细菌的进化，而医院临床环境是抗生素耐药性演变的主要途径，因此，限制抗生素在临床治疗中的使用是缓解耐药性的主要策略。

在过去几十年中，食源性病原体中AR的分离和表征引起了公共的极大关注，表现在抗生素在食品动物和农业生产中的应用和食物链向公众传播AR方面的潜在参与。许多研究报道了AR在各种病原体中的存在，包括但不仅限于大肠杆菌O157：H7、弯曲菌属、沙门菌及单核细胞增生李斯特菌等[6]。

另一方面，由于大多数的研究集中在食源性病原体上，而病原体与食品有关的细菌数量非常有限，因此，食物链中的AR研究范围非常有限。虽然ART食源性病原体可能对健康构成威胁，但只有有限类型的食源性疾病使用抗生素治疗。因此，ART食源性病原体对整体健康的影响是有限的。然而，自2005年以来新出现的证据表明，与海鲜有关的共有细菌以及与乳制品和许多其他商品食品有关的共生细菌中普遍存在AR，促使人们更加密切关注食物链对AR传播的影响。

3.2 特点

在食品生态系统中，以食品原料中的发酵剂培养和天然菌群等益生菌占主导地位。这些微生物菌群每天通过食物的摄入而进入胃肠道。Manuzon等人[7]报告，每克发酵食物中携带多达108份抗性基因。食品系统中的细菌被发现是整个食物链的AR基因携带者，从原材料（如海鲜原料、肉类和牛奶）到即食食品（如即食沙拉、奶酪、寿司）。许多食品共生体，包括通常用作发酵剂培养物或益生菌的细菌，均被发现携带抗药性基因，使它们成为通过食物链向消费者传播AR的潜在供体。值得注意的是，益生菌是在食品工业中主动添加的有益细菌，有益于肠道健康，可以减少腐败和致病菌的污染，但同时也易受水平基因传播的影响，是AR基因的载体和潜在供体。许多经鉴定的食源性AR基因载体均为耐酸性兼性厌氧菌，如肠球菌属、链球菌属、乳球菌属等[8]，表明食品相关ART菌可能在人胃肠道中存活。

4 抗生素耐药菌的传播

4.1 影响肠道菌群生态的途径

抗生素耐药菌通过消化道系统进入胃肠道，可能通过以下途径影响肠道菌群的生态：

（1）在人体消化道系统中定植，并成为居住微生物区系的一员；

（2）通过共轭/自然转移/转染与其他居民肠道菌群交换移动基因元素，在细菌群体中传递抗生素抗性。事实上，许多食物共生细菌在输入后不久就能定居哺乳动物的肠道。

4.2 抗药性基因传递的影响因素

抗药性基因的传递主要受以下因素的影响：

（1）抗性基因是否位于移动基因元件上；

（2）AR基因库的大小；

（3）基因供体与受体之间的接触机会；

（4）供者与受体之间的结合/自然转移/转导的遗传相容性。

ART细菌通过摄食、偶尔定植和水平基因传播而不断供应，必然会增加肠道微生物的抗药性，增强AR循环和生态系统的进化。

5 结语

综上所述，某些细菌，如ART肠球菌和其他乳酸菌，在食物和宿主生态系统中都被发现，并且很容易将AR基因传播到实验室环境中的实验菌群及致病菌。这些因素将有利于诸如在水平基因转移、食品动物和水产养殖生产中应用益生菌而没有适当筛选它们作为AR缓解控制的潜力以及在自然和宿主环境中AR的出现和演化等一系列问题的进一步研究[9]。