曼冈大都会区即食食品中金黄色葡萄球菌的抗菌素耐药性及其基因组特征分析

《Frontiers in Microbiology》：Antimicrobial resistance and genomic characterization of Staphylococcus aureus in ready-to-eat foods from Mangaung Metro Municipality

　　金黄色葡萄球菌在南非Mangaung街头食品中普遍存在，29.7% isolates经MALDI-TOF确认为S. aureus，52%呈现多重耐药（MDR），并携带9种抗生素耐药基因和63种毒力基因。全基因组测序显示ST243和新型ST*ff2b，与牛乳及人类菌株亲缘关系密切。需加强街头食品卫生监管及耐药基因监测。

　　
南非Mangaung大都会区街头食品金黄色葡萄球菌的流行病学与分子特征研究解读

本研究针对南非Mangaung大都会区街头售卖的即食食品（玉米粥、鸡肉、猪肉和沙拉）中金黄色葡萄球菌（S. aureus）的流行情况、耐药特征及分子分型进行了系统性调查。通过结合传统微生物学检测与高通量基因组测序技术，研究揭示了该地区即食食品中S. aureus的高检出率及其复杂的耐药和毒力特征，为后续食品安全管理提供了重要依据。

一、研究背景与样本概况
研究选取2023年3-4月期间Mangaung大都会区的7个主要行政区域（包括Bloemfontein、Thaba Nchu等）作为采样点。共采集168份即食食品样本，涵盖玉米粥、鸡肉、猪肉和沙拉四大类，每类42份样本。结果显示所有样本均检测到金黄色葡萄球菌，但经MALDI-TOF质谱确认的病原性S. aureus仅占29.7%（50/168）。值得注意的是，猪肉样本中S. aureus检出率最高（39.5%），其次是鸡肉（30.2%），而玉米粥和沙拉的检出率相对较低（16.2%-13.9%）。区域分布显示，Thaba Nchu、Wepener等地区样本中病原菌含量显著高于其他区域（p<0.05）。

二、耐药性特征分析
研究团队对50株确认的S. aureus进行抗生素敏感性测试，发现多重耐药（MDR）菌株占比达52%。具体耐药情况如下：
1. β-内酰胺类：42%对青霉素耐药，46%对头孢西丁耐药
2. 氟喹诺酮类：44%对环丙沙星耐药
3. 其他类别：24%对庆大霉素耐药，14%分别对红霉素和四环素耐药

值得注意的是，研究中检测到两种特殊耐药机制：
- SVF3菌株缺乏常见的mepA/mepR耐药泵基因，但携带独特的ff2b序列型
- 部分菌株（如SVF2和SVF4）携带氟喹诺酮特异性耐药基因norA
此外，所有 sequenced isolates均携带lmrS（林可酰胺类耐药）、tet-38（四环素耐药）和mepA（多重耐药泵）等关键耐药基因，形成复杂的耐药基因网络。

三、分子流行病学特征
1. 菌株分型：
- 4株全基因组测序株中3株属于ST243，1株为新型序列型*ff2b
- 通过MLST分型，所有菌株均与当地常见序列型匹配
- 基于平均核苷酸相似度（ANI）分析，测序株与本地牛乳分离株ma09（99.99%相似度）及人类分离株DRKM31（96.8%相似度）存在密切进化关系

2. 毒力基因特征：
- 所有测序株携带核心毒力基因簇：ica（生物膜形成相关基因）、hlgA/B/C（溶血素基因）、luk（ leukotoxin基因）
-SVF3株缺失重要毒力基因vWbp（纤维蛋白结合蛋白）和clfA（聚集素）
- 共检测到63个毒力相关基因，包括：
* 表面黏附基因：clfA、srdC/D/E
* 毒素产生基因：hlgA/B/C、lukABCD
* 侵袭相关基因：sspA/B/C（蛋白分解酶）
* 免疫逃逸基因：sbi（免疫球蛋白结合蛋白）

四、耐药机制与进化分析
1. 耐药基因特征：
- 检测到9个不同类型的耐药基因，包括：
- 四环素类：tet-38（编码高效外排泵）
- β-内酰胺类：mecA（耐甲氧西林核心基因）
- 氟喹诺酮类：norA（主动外排泵）
- 多重耐药泵：mepAB（三重耐药泵）
- 基因组分析显示耐药基因多位于核心基因组（覆盖度>95%的基因区域）

2. 耐药进化趋势：
- ST243序列型在非洲地区呈现持续扩张态势，本研究菌株与2023年新发现的农业环境相关ST243亚型高度同源
- 耐药基因存在水平基因转移迹象，如tet-38基因与牛乳分离株的基因序列相似度达92%
- 通过pangenome分析，识别到2335个核心基因，其中516个为 accessory genes（可变基因簇）

五、公共卫生意义与防控建议
1. 风险评估：
- 研究发现街头食品中S. aureus检出率（29.7%）显著低于东南亚地区（78%）但高于北非地区（21.4%）
- 多重耐药菌株比例（52%）接近全球平均水平（50%-60%），但高于非洲其他地区（约30%）
- 毒力基因丰度（63/基因）与临床分离株相当，但生物膜相关基因（ica）的携带率达100%

2. 防控建议：
- 建立三级防控体系：
* 基础层：加强食品从业者洗手设施建设（需配备流动水+皂液+消毒凝胶）
* 过程控制：实施食品加工温度梯度管理（熟食≥75℃维持15分钟，冷食≤4℃冷藏）
* 监测预警：建立基于NGS的快速检测平台（目标覆盖95%常见毒力基因）
- 抗生素管理：
* 禁用耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）相关抗生素在食品行业
* 推广多药联用方案（如β-内酰胺+大环内酯+氟喹诺酮联合）
- 监测体系优化：
* 建议每季度对即食食品进行全基因组测序（目标覆盖≥5%样本）
* 开发基于mlst和spa-typing的快速筛查试剂盒（检测时间<4小时）

六、研究局限性及展望
1. 样本局限性：
- 全基因组测序仅覆盖4株代表菌株（n=4）
- 未检测毒素基因（需补充多重PCR检测）
- 耐药基因表达水平未量化

2. 未来研究方向：
- 建立非洲S. aureus基因数据库（目标收录≥5000株全基因组）
- 开发基于CRISPR的食品安全检测技术（灵敏度目标<1CFU/g）
- 研究动物源性食品（牛乳、肉类）与即食食品的耐药基因传播路径

本研究首次系统揭示了南非街头食品中S. aureus的分子特征，证实该地区存在高耐药性毒力株的持续传播。建议政府相关部门建立"从牧场到餐桌"的全链条监测体系，重点加强屠宰加工环节的卫生控制，并开发基于分子溯源的快速预警系统。同时需注意，新型序列型*ff2b的出现提示可能存在新的耐药传播途径，需加强流行病学监测。