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枣庄地区市售猪肉中非伤寒沙门菌分布及病原特征分析  PDF

  • 李会会
  • 张亮
  • 李读兴
  • 王莉莉
  • 张涛
枣庄市疾病预防控制中心,山东 枣庄 277000

中图分类号: R155

最近更新:2024-11-13

DOI:10.13590/j.cjfh.2024.08.006

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目录contents

摘要

目的

明确枣庄地区市售猪肉中非伤寒沙门菌(NTS)的血清型分布、药物敏感性情况和分子分型特征。

方法

利用玻片凝集法对NTS分离株进行血清学分型,采用微量肉汤稀释法测定分离株对14种抗生素的耐药性,使用脉冲场凝胶电泳技术(PFGE)对分离株进行分子分型并采用BioNumerics 7.6软件聚类分析。

结果

30株NTS分离株共分为15种血清型,主要为里森沙门菌26.67%(8/30)和德尔卑沙门菌16.67%(5/30)。NTS分离株对四环素耐药率为80.00%、氨苄西林76.67%、复方新诺明63.33%,多重耐药率为66.67%,有46.67%的菌株对氨苄西林、四环素、氯霉素和复方新诺明4种抗生素同时产生耐药。PFGE带型具有多态性,无明显的地域聚集性,里森沙门菌带型最为集中。

结论

枣庄地区市售猪肉中的NTS分离株以里森沙门菌和德尔卑沙门菌为主,对四环素、氨苄西林和复方新诺明等抗生素耐药率高并且出现严重的多重耐药现象,分子分型图谱呈现多态性。

非伤寒沙门菌(Non-typhoidal Salmonella,NTS)为革兰氏阴性肠杆菌,在自然界中分布广泛,是最重要的食源性病原体之一,约有2 659个血清型,其中99%可能导致动物和人类感

1,也是全世界腹泻病中导致人类死亡的第三大原2。据估计,全球NTS每年造成9 380万例人类疾病和155 000人死3,导致严重的疾病负担。NTS感染的主要症状有发热、呕吐和腹泻等,已成为威胁人类健康的公共卫生安全问题。人类感染NTS最常见来源是动物源性食品,而猪肉是最重要的食品来源之4。本文通过对枣庄地区猪肉中检出的NTS分离株进行病原学分析,研究其血清型分布、耐药特征和构建沙门菌PFGE分子分型数据库,以期为指导抗生素使用和食源性疾病溯源调查提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品来源

2021年采用随机抽样的方法在枣庄市各区的农贸市场及大型超市进行肉与肉制品的采样,样品类型包括熟肉制品(15份)和生猪肉(47份),样品共计62件。对所采集的样品进行NTS分离培养。

1.1.2 主要仪器与试剂

比浊仪、全自动细菌鉴定仪VITEK2及配套鉴定卡片(法国梅里埃公司),内切酶XbaⅠ(日本TaKaRa公司),SeaKem Gold Agarose(瑞士Lonza公司),蛋白酶K(美国MERCK公司),GelRed(美国Biotium公司),1 mol/L Tris-HCl、0.5 mol/L EDTA和5×TBE缓冲液购自北京索莱宝科技有限公司,QuantStudio5荧光定量PCR仪购自美国Thermo公司,PFGE电泳及成像系统购自美国BIO-RAD公司。以上仪器经过检定校准合格后投入使用。

BPW增菌液、TTB增菌液、SC增菌液、沙门氏菌显色平板、BS培养基、XLT4平板、三糖铁琼脂斜面(北京陆桥技术股份有限公司),脑心浸液琼脂BHA(英国OXOID公司),沙门氏菌血清型鉴定用诊断血清(丹麦SSI公司),沙门氏菌核酸检测试剂盒(荧光PCR法,深圳生科原生物有限公司),革兰氏阴性需氧菌药敏检测板(复星诊断科技(上海)有限公司)。以上试剂均经过验收合格后在有效期内使用。

1.2 方法

1.2.1 菌株分离

NTS定性检测参照GB 4789.4—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 沙门氏菌检验

5,NTS的定量检测参照《2021年山东省食品污染物和有害因素风险监测工作手册6。根据方法对样品进行相应处理、增菌、分离培养后,选取可疑菌落进行VITEK生化鉴定和荧光定量PCR鉴定,对鉴定为阳性的30株NTS菌株进行血清型分析、药敏试验和脉冲场凝胶电泳。30株NTS阳性菌株均通过了山东省疾控中心的复核鉴定。

1.2.2 血清学鉴定

将分离出的30株NTS采用玻片凝集法进行血清分型,采用1.2%~1.5%琼脂培养物作为玻片凝集试验用的抗原,利用生理盐水进行菌体凝集试验,对于无自凝现象的菌株,用沙门氏菌血清型诊断试剂盒进行多价菌体O抗原和多价鞭毛H抗原的鉴定。具体方法参照《2021年山东省食品污染物和有害因素风险监测工作手册

6

1.2.3 药敏试验

采用微量肉汤法进行药物敏感性试验,根据革兰阴性需氧菌药敏检测板使用说明书,挑取菌落数个,置于2~3 mL灭菌生理盐水中,用0.5麦氏比浊管进行比浊,调制菌液浓度为1.5×108 cfu/mL左右,接种至药敏板,经过35 ℃孵育20 h后,根据反应孔的颜色肉眼判读得出数据,其中蓝色、蓝紫色和紫色判为阴性,玫红色和粉红色判为阳性。使用大肠埃希菌ATCC 25922进行质控。根据美国临床和实验室标准化协会(Clinical and Laboratory Standards Institute,CLSI)标

7判定NTS对以下14种抗生素的耐药结果:环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)、氯霉素(Chloramphenicol,CHL)、四环素(Tetracycline,TET)、庆大霉素(Gentamicin,GEN)、头孢噻肟(Cefotaxime,CTX)、头孢西丁(Cefoxitin,CFX)、头孢他啶(Ceftazidime,CAZ)、头孢唑啉(Cefazolin,CFZ)、氨苄西林(Ampicillin,AMP)、氨苄西林-舒巴坦(Ampicillin-sulbactam,AMS)、亚胺培南(Imipenem,IMP)、复方新诺明( Compound Sulfamethoxazole,SXT)、多黏菌素E(Polymyxin E,CT)、阿奇霉素(Azithromycin,AZM)。

1.2.4 脉冲场凝胶电泳

参照《山东省食源性疾病主动监测工作手册(2021年版)

8对NTS分离株进行PFGE分子分型试验,Marker标准菌株沙门菌H9812和NTS分离株均用限制性内切酶XbaⅠ酶切3 h,电泳参数为:Low MW:30 kb,High MW:700 kb,Run time:17.5 h,Initial switch time=2.16 s,Final switch time=63.80 s,初始电流为120 mA。电泳结束后使用GelRed染色30 min,超纯水脱色30 min,用凝胶成像系统进行图像拍摄,结果采用BioNumerics 7.6软件聚类分析,优化百分比和条带位置差异容许度均为1.5%,带型相似度大于85%判定为一个带型9

1.3 统计学分析

数据管理采用Excel 2007,使用SPSS 19.0软件进行数据分析,用χ2检验比较各组之间差异,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 菌株分离情况

从62份肉与肉制品中成功分离出30株NTS,检出率达到48.39%,其中1株分离自熟肉制品,其余29株分离自生猪肉,熟肉制品的NTS阳性率为6.67%(1/15),生猪肉的NTS阳性率为61.70%(29/47),两者差异有统计学意义(χ2=13.791,P<0.001)。枣庄各区(市)肉与肉制品的NTS阳性率情况为:滕州市55.56%(10/18)、台儿庄区60.00%(6/10)、峄城区62.50%(5/8)、市中区40.00%(4/10)、薛城区37.50%(3/8)、山亭区25.00%(2/8)。

2.2 NTS血清型分布情况

对30株NTS进行血清分型,共鉴定出15种血清型,其中里森沙门菌和德尔卑沙门菌为主要血清型,该两种血清型占到总数的43.33%(13/30)(表1),为该地区的优势血清型。8株里森沙门菌分布在市中区(3)、滕州市(2)、峄城区(2)和台儿庄区(1)。5株德尔卑沙门菌分布在台儿庄(3)、山亭区(1)、峄城区(1),优势菌株在枣庄地区广泛分布。通过对样本信息的统计分析发现,22个采样点中有7个采样点同时检出了两种不同血清型的NTS,占采样点的31.82%,存在交叉污染的风险。

表1  30株NTS分离株的血清型分布
Table 1  Serotype distribution of 30 strains of NTS
血清型抗原式菌株数占比/%
里森沙门菌(S. rissen) 6,7:g,f:- 8 26.67
德尔卑沙门菌(S. derby) 4,12:g,f:- 5 16.67
伦敦沙门菌(S. london) 3,10:l,v:1,6 2 6.67
阿斯涅沙门菌(S. assinie 2) 3,10:l,w:z6 2 6.67
胥莱士海姆沙门菌(S. schleissheim3) 4,12:b:- 2 6.67
启门萨沙门菌(S. kimuenza) 4,12:l,v:e,n,x 2 6.67
利文斯顿沙门菌(S. livingstone) 6,7:d:l,w 1 3.33
科特布斯沙门菌(S. kottbus) 6,8:e,h:5 1 3.33
鲁齐齐沙门菌(S. ruzizi) 3,10:l,v:e,z15 1 3.33
布兰登堡沙门菌(S. brandenburg) 4,12:l,v:e,n,z15 1 3.33
阿哥纳Ⅱ沙门菌 (S. agonal Ⅱ) 4,12:f,g,t:z6:z42 1 3.33
布达佩斯沙门菌(S. budapest) 4,12:g,t:- 1 3.33
鼠伤寒沙门菌(S. typhimurium) 4,12;i;1,2 1 3.33
查理沙门菌(S. chailey) 6,8:z4,z23:e,n,z15 1 3.33
圣保罗沙门菌(S. saintpaul) 4,12:e,h:1,2 1 3.33

2.3 NTS药敏试验结果

分离出的30株NTS对四环素耐药率最高,达到80.00%,其次为氨苄西林76.67%、复方新诺明63.33%、氨苄西林/舒巴坦56.67%和氯霉素53.33%,该地区的NTS对四环素和氨苄西林耐药现象最严重。NTS分离株的多重耐药率达到66.67%,其中对6~8类抗生素同时耐药的菌株有11株,占到多重耐药菌的55.00%,有46.67%的菌株对氨苄西林、四环素、氯霉素和复方新诺明4种抗生素同时产生耐药。枣庄地区NTS分离株对头孢他啶、头孢噻肟、亚胺培南、头孢西丁和多黏菌素E敏感率为100%。对14种抗生素均不耐药的有4株(13.33%)(表2)。

表2  30株NTS对抗生素耐药情况
Table 2  Results of drug resistance analysis of 30 strains of NTS
抗生素种类名称缩写敏感(S)中度敏感(I)耐药(R)耐药率/%
青霉素类 氨苄西林 AMP 6 1 23 76.67
氨苄西林/舒巴坦 AMS 6 7 17 56.67
头孢类 头孢他啶 CAZ 30 0 0 0.00
头孢噻肟 CTX 30 0 0 0.00
头孢唑林 CFZ 9 10 11 36.67
头霉素类 头孢西丁 CFX 30 0 0 0.00
碳青霉烯类 亚胺培南 IMP 30 0 0 0.00
四环素类 四环素 TET 6 0 24 80.00
氯霉素类 氯霉素 CHL 14 0 16 53.33
氨基糖苷类 庆大霉素 GEN 19 0 11 36.67
磺胺类 复方新诺明 SXT 11 0 19 63.33
大环内酯类 阿奇霉素 AZM 24 0 6 20.00
喹诺酮类 环丙沙星 CIP 15 6 9 30.00
脂肽类 多黏菌素E CT 0 30 0 0.00

注:  青霉素类、头孢类、头霉素类和碳青霉烯类均属于β-内酰胺类

2.4 NTS的PFGE分子分型结果

PFGE分子分型结果显示,菌株DNA条带为11~18条,结果采用BioNumerics 7.6软件聚类分析。按照条带相似度大于85%为标

9,该30株NTS可分为14种带型S1~S14,带型相似度在49.9%~100%之间,其中带型S1(5/30)和S12(6/30)为优势带型簇。图1出现2组带型完全一致的图谱,为里森沙门菌的同一亚型,结合其相同采样时间和地点,可判断为同一来源。相同血清型的NTS条带有差异但是相似度比较高,其中里森沙门菌带型相似度均大于80%,存在较近的亲缘关系。带型S10和S12的血清型不同,条带相似度大于90%,表现出较高的基因同源性(图1)。

图1  30株NTS的PFGE聚类分析图

Figure 1  Cluster analysis of PFGE patterns of 30 strains of NTS

3 讨论

我国是全球猪肉生产大国,也是猪肉消费大国,有数据显示我国肉类NTS检出率为1.1%~39.5%

10,因此也面临了更大的NTS感染风险。本地区2021年肉与肉制品中NTS的检出率48.39%,其中生猪肉的检出率高达61.70%,明显高于往年(根据以往监测数据统计,2015—2020年枣庄地区肉与肉制品中NTS的检出率为4.04%(9/223)),由于往年采用定性检验法,取25 g样品进行增菌、分离培养(沙门菌显色培养基和BS培养基)等工作,而2021年对NTS采用了MPN计数法,取300 g样品进行漂洗混匀后开展增菌、分离培养(XLT4培养基)等工作,可能是取样量的增加和检验方法的优化提高了NTS的检出率。分析枣庄地区NTS血清型的分布和流行性有利于NTS的监测和控制。山东省的猪源NTS的血清型主要为德尔卑沙门菌(29.58%)、鼠伤寒沙门菌(9.18%)和肠炎沙门菌(6.12%11,枣庄地区检出的猪源NTS优势血清型为里森沙门菌(26.67%)和德尔卑沙门菌(16.67%),这两种血清型占到总数的43.33%,并且在枣庄地区广泛分布,而鼠伤寒沙门菌(3.33%)和肠炎沙门菌(0.00%)在枣庄检出率较低,这与山东省猪源NTS的优势血清型有所不同,枣庄地区猪源NTS血清型分布有自己的地域特点。通过分析样本信息发现31.82%的采样点同时检出了两种不同血清型的NTS,交叉污染现象严重。建议加强肉与肉制品和销售环境的NTS污染状况的监测,特别是里森沙门菌和德尔卑沙门菌,早发现早治理,及时切断污染源。

使用抗生素是治疗NTS感染的一个重要手段,然而临床对抗生素的不规范使用不仅干扰有益微生物群,影响免疫功能,严重时还会造成菌株的耐药

12。据报道,猪和猪肉是对临床相关抗生素产生耐药性的NTS的重要来源,对侵袭性感染的治疗构成了重大威4。因此了解本地区流行的NTS分离株的耐药状况,对指导临床抗生素的使用至关重要。多重耐药菌(Multi - drug resistance,MDR)是指对3类或3类以上抗菌药物同时耐药的病原13。青霉素类、青霉素类和酶抑制剂、一二代头孢菌素、三四代头孢菌素、头霉素类、单环β-内酰胺类、碳青霉烯类等7类抗生素均为β-内酰胺类,作为一类独立的药物进行判14。本文对30株NTS进行了药物敏感性试验,发现对四环素耐药率最高,达到80.00%,其次为氨苄西林76.67%,接近于山东省研究结果(四环素72.0%和氨苄西林耐药69.4%15,四环素的耐药率明显高于上海松江区(42.86%16。NTS分离株多重耐药率达到66.67%(20/30),接近于江苏省多重耐药率(67.4%17。MDR最大值为8,其中对6~8类抗生素同时耐药有11株菌,占到多重耐药菌的55.00%。有46.67%(14/30)的菌株对氨苄西林、四环素、氯霉素和复方新诺明4种抗生素同时产生耐药,提示枣庄地区NTS的耐药状况非常严重。值得特别关注的是,在丹麦猪生产中随着四环素消费量的增加,NTS四环素抗性水平也会增18,MDR菌株可能通过动物或动物衍生产品转移给人类,对公共健康构成巨大风19,因此枣庄地区猪源NTS高耐药性的现状进一步折射了猪养殖过程中滥用抗生素的现象。建议相关监管部门从养殖环节入手,加强监督管理,科学使用抗生素,进而从源头保障猪肉的食品安全。同时临床在治疗NTS性腹泻时应尽量结合流行病学调查和药物敏感试验,避免上述抗生素的使用,选择头孢类、亚胺培南和多黏菌素E等药物敏感性高的抗生素。有研究认为,影响NTS MDR表型获得和传播的决定性因素是宿主来源及动物饲养环境,并非血清型的遗传背20。本文通过对30株NTS耐药谱的分析发现,相同血清型的菌株,耐药谱存在差异,其两者没有相关性,印证了上述结论。

PFGE是当前细菌分子流行病学研究的“金标准”,是国际公认的食源性传染病暴发流行确认的重要手

21-22,被广泛应用于细菌的分子流行病学研究中。PFGE能够用于分析菌株之间的相关性,识别暴发和追踪溯源,在疫情控制方面可发挥重要的作23。通过对该30株NTS电泳条带的聚类分析,发现枣庄地区肉与肉制品中检出的NTS条带具有多态性,存在优势带型簇。其中里森沙门菌带型最为集中,印证了里森沙门菌为枣庄市的优势菌,成为引发该地区食源性疾病的潜在致病菌,需要引起关注。6月份在峄城区和7月份在市中区检出的里森沙门菌带型完全一致。6月份在滕州市不同采样点检出的两株里森沙门菌带型完全一致,高度同源,由此可见同源菌株可以在不同时间不同地点出现。由于采集样本的种类和数量有限,建立完善的枣庄地区的NTS的PFGE分子分型数据库还需要不断扩大监测范围。

本文通过对NTS病原学特征进行分析,了解了枣庄地区肉与肉制品中的NTS分布情况和优势血清型,发现了严重的耐药现象,并初步建立了本地区的NTS的PFGE分子分型数据库,为保障食品安全、规范抗生素的使用、食源性疾病的病原识别、溯源和防控预警提供了有力的科学依据。

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