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本研究以新疆某自繁自养猪场为研究对象,对不同生产阶段猪只来源的肠球菌进行耐药状况调查,并进一步研究噁唑烷酮耐药基因optrA在该猪场肠球菌中的流行特征和传播机制,为指导临床用药以及理解耐药性在养殖环境中的发生发展提供科学依据。
本研究从新疆阿克苏地区某自繁自养猪场中采集不同生长阶段猪只肛拭子以及环境样品共369份。经肠球菌选择培养基筛选、特异性PCR验证以及16SrRNA测序鉴定等步骤,分离到粪肠球菌和屎肠球菌共188株,其中粪肠球菌102株(54.3%),屎肠球菌86株(45.7%)。应用CLSI推荐的琼脂稀释法对分离到的肠球菌进行9种抗菌药物的最小抑菌浓度测定。结果显示,188株肠球菌对红霉素(94.7%)、四环素(90.4%)以及氟苯尼考(56.4%)表现出高水平耐药,对环丙沙星(31.4%)、庆大霉素(22.3%)、氨苄西林(12.8%)以及利奈唑胺(11.7%)表现中等水平耐药,对替加环素表现出高敏感性,未发现万古霉素耐药株。
本研究optrA基因检测结果表明,共有23株肠球菌携带optrA基因,阳性率为12.2%。值得注意的是,哺乳母猪源与后备母猪源肠球菌中未检测出optrA基因。23株optrA阳性肠球菌中粪肠球菌20株,屎肠球菌3株。脉冲场电泳分型试验显示,23株optrA阳性肠球菌共有15种谱型,其中粪肠球菌12种谱型,屎肠球菌3种谱型,提示optrA在该猪场中的流行不以克隆传播为主。将15株不同克隆型的optrA阳性肠球菌纳入进一步的研究,利用接合转移试验进行可转移性分析,最终获得其中8株菌的接合子。应用S1-PFGE和Southernblot进行optrA定位分析,15株肠球菌optrA基因定位于质粒上的有9株,基因组上2株,有4株未能获取杂交信号。
本研究全基因组测序结果表明,介导optrA基因的载体和遗传元件具有多样性的特点,主要分为5种类型:1)pC25-1型质粒:6株粪肠球菌的optrA由同一类型质粒携带,它们与已报道的pC25-1质粒具有85%以上的同源性,仅有部分片段的缺失或者插入;2)基因组radC插入元件:4株粪肠球菌和1株屎肠球菌的optrA基因定位于基因组上,由Tn558或Tn554转座子介导optrA遗传元件插入radC基因;3)新型质粒pW144:该质粒大小为87512bp,其不同于以往报道的optrA质粒,可能是不同质粒间通过同源重组杂合而成;4)hsdM基因插入元件:2株屎肠球菌的optrA位于一个大小约为26kb的遗传元件上,该元件通过插入hsdM基因整合在质粒上进行传播;5)质粒pW208:本研究未能获取该质粒全序列,已获取序列显示optrA所在片段与已报道的鸟肠球菌C674质粒显示高度同源性。
综上所述,本研究表明,自繁自养猪场不同生长阶段猪只来源的肠球菌表现耐药差异性,这可能与不同生产阶段猪只用药不同有关。optrA基因在该猪场具有较高的流行率,且克隆传播并非其主要传播方式。optrA在自繁自养猪场中的传播机制具有水平转移性和载体多样性的特点。本研究初步探索了optrA在猪场环境中流行和传播特征,应进一步对其它重要耐药基因在不同养殖环境的分布和传播进行系统研究。
本研究从新疆阿克苏地区某自繁自养猪场中采集不同生长阶段猪只肛拭子以及环境样品共369份。经肠球菌选择培养基筛选、特异性PCR验证以及16SrRNA测序鉴定等步骤,分离到粪肠球菌和屎肠球菌共188株,其中粪肠球菌102株(54.3%),屎肠球菌86株(45.7%)。应用CLSI推荐的琼脂稀释法对分离到的肠球菌进行9种抗菌药物的最小抑菌浓度测定。结果显示,188株肠球菌对红霉素(94.7%)、四环素(90.4%)以及氟苯尼考(56.4%)表现出高水平耐药,对环丙沙星(31.4%)、庆大霉素(22.3%)、氨苄西林(12.8%)以及利奈唑胺(11.7%)表现中等水平耐药,对替加环素表现出高敏感性,未发现万古霉素耐药株。
本研究optrA基因检测结果表明,共有23株肠球菌携带optrA基因,阳性率为12.2%。值得注意的是,哺乳母猪源与后备母猪源肠球菌中未检测出optrA基因。23株optrA阳性肠球菌中粪肠球菌20株,屎肠球菌3株。脉冲场电泳分型试验显示,23株optrA阳性肠球菌共有15种谱型,其中粪肠球菌12种谱型,屎肠球菌3种谱型,提示optrA在该猪场中的流行不以克隆传播为主。将15株不同克隆型的optrA阳性肠球菌纳入进一步的研究,利用接合转移试验进行可转移性分析,最终获得其中8株菌的接合子。应用S1-PFGE和Southernblot进行optrA定位分析,15株肠球菌optrA基因定位于质粒上的有9株,基因组上2株,有4株未能获取杂交信号。
本研究全基因组测序结果表明,介导optrA基因的载体和遗传元件具有多样性的特点,主要分为5种类型:1)pC25-1型质粒:6株粪肠球菌的optrA由同一类型质粒携带,它们与已报道的pC25-1质粒具有85%以上的同源性,仅有部分片段的缺失或者插入;2)基因组radC插入元件:4株粪肠球菌和1株屎肠球菌的optrA基因定位于基因组上,由Tn558或Tn554转座子介导optrA遗传元件插入radC基因;3)新型质粒pW144:该质粒大小为87512bp,其不同于以往报道的optrA质粒,可能是不同质粒间通过同源重组杂合而成;4)hsdM基因插入元件:2株屎肠球菌的optrA位于一个大小约为26kb的遗传元件上,该元件通过插入hsdM基因整合在质粒上进行传播;5)质粒pW208:本研究未能获取该质粒全序列,已获取序列显示optrA所在片段与已报道的鸟肠球菌C674质粒显示高度同源性。
综上所述,本研究表明,自繁自养猪场不同生长阶段猪只来源的肠球菌表现耐药差异性,这可能与不同生产阶段猪只用药不同有关。optrA基因在该猪场具有较高的流行率,且克隆传播并非其主要传播方式。optrA在自繁自养猪场中的传播机制具有水平转移性和载体多样性的特点。本研究初步探索了optrA在猪场环境中流行和传播特征,应进一步对其它重要耐药基因在不同养殖环境的分布和传播进行系统研究。