青岛农业大学吴薇教授团队在JAR发表“生牛乳中食源性致病菌群落特征及耐药性研究”的研究性文章

青岛农业大学食品科学与工程学院科研团队深入解析了生牛乳中食源性致病菌的群落分布特征和明确了牧场环境中致病菌的污染途径规律，发现了肺炎克雷伯氏菌耐药基因blaSHV可借助可移动元件转移的风险，为牛奶产业从“牧场-致病菌-风险基因”全链条阻断致病菌传播污染提供了技术支撑与数据参考。相关研究成果发表于国际权威期刊Journal of Advanced Research（中国科学院一区TOP，IF=13）。青岛农业大学食品科学与工程学院吴薇教授、王芹志老师为论文通讯作者，硕士研究生徐乙萍、博士研究生赵婕为论文共同第一作者。合作单位北京市农林科学院生物技术研究所刘贵明、王国良研究员为该项工作提供了重要实验技术支持。该研究得到了国家自然科学基金区域联合重点项目、国家重点研发计划青年科学家项目、青岛市科技惠民项目等支持。

• 乳业不仅是农业现代化的标志性产业，更是助力健康中国建设的基础性产业，其产业链贯穿饲草料种植、奶牛养殖、乳制品加工及流通销售等多个环节。致病菌污染一直是制约奶业高质量发展的关键隐患。生牛乳若受致病菌侵袭，不仅会直接导致牛奶变质，破坏营养成分，造成养殖端和加工端的巨大经济损失；更值得警惕的是，致病菌携带的耐药基因可沿食物链逐级传递，从养殖环境、生牛乳延伸至加工乳制品，最终危害人体，形成 “环境-动物-人”的耐药基因传播链条，对公共卫生安全构成长期潜在威胁。

• 针对以上问题，研究团队聚焦集约化养殖模式下，生牛乳中高风险致病菌的群落组成与分布规律、高风险致病菌污染途径的确定以及致病菌耐药基因的种类、传播机制开展系统性研究。本团队选取42家规模化奶牛牧场作为研究对象，累计采集539份涵盖生牛乳、养殖环境及挤奶设备等的样本，通过宏基因组等技术开展致病菌分布规律研究。对样本分离培养后，发现主要致病菌有肺炎克雷伯氏菌（分离率49.1%）和大肠杆菌（38.6%）等。进一步对耐药性分析发现肺炎克雷伯氏菌多重耐药率高达25%，对β-内酰胺酶类抗生素抗性尤为显著，耐药基因blaSHV 检出率高达82.14%。结合宏基因结果分析发现可移动元件IS91、IncFII与肺炎克雷伯氏菌中耐药基因显著相关，经接合实验证实借助可移动元件可将blaSHV基因分别通过水平转移至同菌种、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌，转移频率分别为3.3×10-5，8.6×10-6，6.1×10-6，证实该耐药基因具备跨种属传播潜力。此外，研究还发现细菌生物被膜形成能力与β-内酰胺类抗生素耐药性增强存在显著相关性（P<0.05），提示生物被膜在维持细菌耐药性方面发挥重要作用。

• 该研究明确了肺炎克雷伯菌在集约化奶牛养殖产业链中的流行病学意义，揭示了区域集约化奶牛养殖系统中耐药基因的时空传播模式，为制定精准干预策略提供了依据，同时也证实了宏基因组学技术在耐药性动态监测中的应用价值。

• 大样本量。这是少数采用宏基因组技术在未受干预条件下研究乳制品生产链中细菌分布及耐药基因组的研究之一，共收集539份原料奶、拭子、饮用水和粪便样本牧场环境样本。
   
• 耐药基因转移具有方向性。该研究从生乳中分离的72株可培养菌株中系统评估了病原体间的水平基因转移风险，发现肺炎克雷伯菌能够以8.6×10−6的对接频率将blaSHV耐药基因转移给大肠杆菌，但未观察到反向转移现象。
   
• 宏基因组学监测的意义。本研究为全球抗菌素耐药性监测提出了一个具有成本效益的宏基因组框架，为指导政策制定和降低食品供应链风险提供了重要见解。