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秘鲁中部高地牛肉及犊牛粪便中产志贺毒素大肠杆菌O157:H7的检测与分离研究

一、研究团队与发表信息

本研究由Brenda L. Gonzales、Daniel A. Andrade等来自秘鲁国立圣马科斯大学（Universidad Nacional Mayor de San Marcos）动物与公共卫生系的团队主导，合作机构包括秘鲁国立阿普里马克大学（Universidad Nacional Micaela Bastidas de Apurímac）和英国皇家兽医学院（Royal Veterinary College）。研究成果发表于《美国热带医学与卫生杂志》（*American Journal of Tropical Medicine and Hygiene*）2023年9月刊，DOI编号10.4269/ajtmh.23-0181。

二、学术背景与研究目标

科学领域：本研究属于食源性病原微生物学与兽医公共卫生交叉领域，聚焦于产志贺毒素大肠杆菌O157:H7（Shiga toxin-producing Escherichia coli, STEC O157:H7）的流行病学调查。

研究背景：
1. STEC O157:H7的危害：该菌株是导致出血性结肠炎和溶血性尿毒综合征（Hemolytic Uremic Syndrome, HUS）的主要病原体，尤其对5岁以下儿童威胁显著（10%感染者可能发展为HUS）。
2. 秘鲁的研究空白：尽管STEC O157:H7在全球被列为重要食源性病原体，但秘鲁此前仅在该国南部海岸的婴儿粪便中报告过一例（2001年），且缺乏对牲畜及其产品中该菌的系统性监测数据。

研究目标：首次在秘鲁中部高地（胡宁大区曼塔罗谷）的市售牛肉和健康奶牛犊粪便中检测STEC O157:H7，评估其潜在公共卫生风险。

三、研究流程与方法

研究分为样本采集、细菌分离与鉴定、毒力基因检测三个阶段，具体流程如下：

1. 样本采集（2020年11月–2021年5月）
- 牛肉样本：从曼塔罗谷两大主要食品市场随机采集27份生牛肉样本（最终有效样本28份），运输中保持3–10°C冷藏。
- 粪便样本：通过直肠-肛门黏膜拭子法采集53头奶牛犊粪便（最终有效样本50份），立即送检。

2. 细菌分离与培养
- 前处理：牛肉样本经R&F O157:H7富集肉汤均质化，37°C培养18小时；粪便样本接种于胰蛋白胨大豆肉汤，37°C培养24小时。
- 选择性培养：使用山梨醇麦康凯琼脂（SMAC）和R&F显色琼脂分离疑似菌落，通过生化试验（吲哚、柠檬酸盐利用等）初步鉴定大肠杆菌。
- 血清型确认：对疑似菌落进行乳胶凝集试验（Latex Agglutination Test）检测O157和H7抗原。

3. 毒力基因检测（qPCR）
- 靶基因：通过多重实时荧光定量PCR（Multiplex qPCR）检测stx1（志贺毒素1型基因）和eaeA（紧密黏附素基因），使用TaqMan环境预混试剂盒，以标准菌株3081为阳性对照。
- 扩增条件：50个循环（94°C 20秒→55°C 30秒→72°C 40秒）。

方法创新点：
- 首次在秘鲁中部高地应用IMS（免疫磁珠分离技术）结合qPCR提高检测灵敏度。
- 采用直肠-肛门拭子法（Rice et al. 2003）替代传统粪便培养，提升奶牛携带菌的检出率。

四、主要研究结果

1. 检出率：

   • 牛肉样本：3.5%（1/28）检出STEC O157:H7，且携带stx1+eaeA毒力基因组合。
     
   • 粪便样本：6.0%（3/50）阳性，其中一株为非典型MUG阴性菌株（区别于常规生化特性）。
     

2. 毒力特征：所有阳性菌株均携带stx1和eaeA，符合高致病性STEC的分子特征。

3. 区域对比：

   • 牛肉阳性率与秘鲁利马地区既往数据（1.5–4%）接近，但首次在健康犊牛粪便中检出O157:H7血清型（此前仅报告O157抗原）。
     

结果逻辑链：
- 牛肉与粪便样本的阳性率表明，屠宰环节的交叉污染（如粪便接触胴体）可能是肉类污染的主要途径。
- 毒力基因的存在提示这些菌株具备致HUS的潜力，需警惕通过未煮熟肉类或未经巴氏消毒的乳制品传播的风险。

五、结论与价值

科学意义：
1. 填补了秘鲁中部高地STEC O157:H7的流行病学空白，证实其在家畜和食品链中的存在。
2. 为“健康一体化”（One Health）防控策略提供数据支持，强调需加强屠宰场卫生监管和儿童腹泻病原监测。

应用价值：
- 建议开展定量微生物风险评估（QMRA）以量化人群暴露风险。
- 指出2010–2020年秘鲁卫生部报告的10起疑似大肠杆菌疫情中，均未进行血清分型，呼吁未来疫情中加强病原体鉴定。

六、研究亮点

1. 地域创新性：首次在秘鲁中部高地市售牛肉和犊牛中分离STEC O157:H7。
   
2. 方法学严谨性：结合IMS、qPCR与直肠拭子法，提升低载量菌株检出率。
   
3. 公共卫生警示：揭示了屠宰场卫生缺陷对食源性传播的潜在影响。
   

七、其他补充

研究受秘鲁国家科学技术委员会（CONCYTEC）和英国医学研究理事会（MRC）联合资助（项目编号0247-2019），体现了跨国合作在应对人畜共患病中的重要性。

（报告总字数：约1500字）