Seven-year overview of antimicrobial resistance in diarrheagenic Escherichia coli from sporadic human diarrhea cases in 20 Chinese provinces
第一作者：韩海红
通信作者：郭云昌
研究背景
大肠杆菌是一种重要的兼性厌氧菌，主要寄生于人类和恒温动物的大肠中。致泻性大肠杆菌（DiarrheagenicEscherichia coli, DEC）是导致腹泻性疾病的重要病原体之一。根据DEC优先定植部位、致病机制、临床症状和预后的不同，可将其分为5种致病型：肠集聚性大肠杆菌（EnteroaggregativeE. coli，EAEC）、肠致病性大肠杆菌（EnteropathogenicE. coli，EPEC）、肠产毒性大肠杆菌（EnterotoxigenicE. coli，ETEC）、肠出血性大肠杆菌（EnterohemorrhagicE. coli， EHEC）和肠侵袭性大肠杆菌（EnteroinvasiveE. coli，EIEC）。它们均是重要的食源性病原体，尤其是 ETEC、EPEC 和 EHEC。其中，EPEC是仅次于鼠伤寒沙门菌的致死性食源性疾病病原。尽管抗生素治疗一直是应对DEC感染的主要手段，但耐药性的迅速发展正逐渐削弱其疗效。此外，产超广谱β-内酰胺酶和多重耐药大肠杆菌菌株的出现，也使治疗变得愈发复杂。
中国已建立了基于实验室的国家食源性疾病监测系统。监测结果表明，DEC是中国散发性腹泻的第二大常见致病菌。基于此，本研究汇总了2016—2022年来自中国20个省份的9 068株DEC分离株的抗菌耐药性监测数据，分析了来自散发性腹泻病例的耐药DEC菌株的流行情况和分布特征，旨在为决策者制定和调整抗生素使用政策提供数据支持，并制定有针对性的预防措施以减少耐药菌株的传播。
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1. 流行病学分布
2016—2022年，中国20个省级疾病预防控制中心报告了9 068株DEC分离株的最小抑菌浓度数据，结果显示，这些分离株来自0~98岁的散发性腹泻患者；各省份报告的分离株数量差异显著，其中贵州省报告的数量最少（44株），北京市报告的数量最多（2 399株）；在7年的研究期间，各年度报告的菌株数量变化明显，从2016年的688株增长至到2021年的1 813株（表 1）。
表1 中国散发性腹泻病例中9 068株致泻性大肠杆菌的年份和地域分布（2016—2022年）
Unknown：已确认为DEC但具体致病型不清楚的菌株；EAEC, 肠集聚性大肠杆菌；EPEC, 肠致病性大肠杆菌；ETEC, 肠产毒性大肠杆菌；EHEC, 肠出血性大肠杆菌；EIEC, 肠侵袭性大肠杆菌；下同
2. 抗生素耐药情况
检测结果显示，89.3%（8 098/9 068）的分离株对至少1种抗菌药物表现出耐药性；60.3%（5 464/9 068）的分离株被鉴定为多重耐药菌，其中近一半（49.0%, 2 677/5 464）对5种以上的抗菌药物具有耐药性。氨苄西林耐药性最为普遍（68.2%, 6 162/9 034），而亚胺培南耐药性最低（1.6%, 140/8 789）；21.2%的分离株对环丙沙星具有耐药性，高达41.9%的分离株表现出对环丙沙星敏感性的降低；在第三代头孢菌素中，头孢他啶和头孢噻肟的耐药率分别为6.3%和27.4%；17.1%的分离株对氯霉素表现出耐药性（图 1）。
图1 2016—2022年中国散发性腹泻病例中分离的致泻性大肠杆菌的抗菌药物耐药情况
趋势分析（线性回归模型）结果显示，氯霉素耐药性从2016年的10.8%上升至2022年的19.2%；头孢西丁的耐药性也呈显著上升趋势，从2016年的3.4%增加至2022年的11.2%（图 2）。
图2 2016—2022年历年分离的致泻性大肠杆菌的耐药率汇总分析
R：综合耐药率；MDR：多重耐药性
3. 致病型与年龄分布
在所有DEC分离株中，97.3%（8 825/9 068）成功鉴定出致病型。其中，EAEC是中国散发性腹泻临床分离株中最常见的致病型，占比47.3%；ETEC和EPEC次之，分别占比24.5%和23.1%；EIEC和EHEC仅占比约1%。不同致病型DEC在耐药率和患者年龄分布上存在显著差异。EAEC菌株对氨苄西林的耐药率显著高于其他分型，而EPEC菌株对萘啶酸的耐药率相对较低；ETEC菌株对多种抗菌药物的耐药率较低，包括氨苄西林/舒巴坦、氯霉素、庆大霉素、环丙沙星、四环素和甲氧苄啶-磺胺甲噁唑；EIEC菌株对头孢唑林和头孢噻肟的耐药率高于其他分型，而EHEC菌株对环丙沙星的耐药性极高（图 3）。
图3 不同致病型致泻性大肠杆菌对各种抗菌药物的耐药率
在1岁以下婴儿的分离株中，EAEC是主要致病型，占男婴感染的70.1%，女婴感染的61.5%。1~4岁儿童中EAEC感染的发病率下降至约50%。在1岁以下婴儿中，EPEC感染比例为20%，这一比例在1~4岁儿童中增加至35%。对于5岁以下儿童，ETEC感染较为罕见，仅5%；然而，ETEC感染的发病率随年龄增长而增加，在25~64岁成人中发病率高达33%。由于测试的菌株数量有限，未能发现对EIEC和EHEC显著易感的人群（图 4）。
图4 不同人群中致泻性大肠杆菌致病型的分布情况
与其他年龄组的分离株相比，1岁以下婴儿的分离株对氨苄西林、头孢唑林、头孢噻肟和头孢西丁的耐药性更高。此外，低年龄儿童的分离株对氨苄西林/舒巴坦、头孢他啶、四环素、氯霉素、庆大霉素和甲氧苄啶-磺胺甲噁唑的耐药性也较高；然而，这些分离株对环丙沙星、萘啶酸、亚胺培南和黏菌素的耐药性并未表现出显著的年龄相关趋势。未发现DEC流行率存在显著的性别差异（表 2）。
表2 不同人群中致泻性大肠杆菌的耐药性特征分析
编辑荐语
致泻性大肠杆菌是导致食源性疾病的重要病原体之一，其日益严重的抗菌药物耐药性为临床治疗带来了重大挑战。本研究系统分析了2016—2022年来自中国20个省份的9 068个致泻性大肠杆菌分离株，揭示了其流行病学分布、抗菌药物耐药性信息、致病型和年龄分布，为疾病治疗策略的优化和政策制定提供了重要的数据支持，并强调了持续监测和采取有效干预措施在应对抗菌药物耐药性导致的公共卫生安全威胁中的重要性。
作者介绍
第一作者：韩海红
国家食品安全风险评估中心风险监测二室副研究员，博士。主要从事食源性疾病主动监测和食源性致病菌耐药性监测工作，研究兴趣在于微生物性食源性疾病、食源性致病菌及其耐药性的流行病学规律，从卫生和公共卫生的角度，对食源性疾病健康风险进行研究。已在国内和国际期刊发表文章30余篇，参编专著6部。
通信作者：郭云昌
国家食品安全风险评估中心风险监测二室主任，博士，研究员。目前全面负责国家食源性疾病监测系统和国家食源性疾病分子溯源网络，先后承担863课题、科技支撑计划和国家重点研发计划等项目10余项，已在国内和国际期刊发表文章100余篇，参编专著10余部。
原文链接
Han, H., Li, W., Liu, J. et al. Seven-year overview of antimicrobial resistance in diarrheagenic Escherichia coli from sporadic human diarrhea cases in 20 Chinese provinces.One Health Adv.2, 29 (2024).https://doi.org/10.1186/s44280-024-00064-w
