抗菌素耐药性(AMR)是21世纪全球主要的公共卫生挑战(GBD 2021 Antimicrobial Resistance Collaborators, 2024;The Lancet, 2024)。从“同一健康”的角度来看,人类医疗保健、动物养殖和自然环境中抗生素的过度使用和抗菌素耐药性的传播紧密相关,形成了一个复杂的传播网络(Okeke et al., 2024;Xin et al., 2024)。集约化畜牧场是抗菌素耐药性(AMR)产生和传播的关键热点,这主要是由于治疗和促进生长而广泛使用抗生素(Arnold et al., 2024;Cheng & Cheng, 2024)。值得注意的是,农场中的AMR问题不仅包括耐药细菌,还包括通过移动遗传元件(MGEs)在多种细菌群体和宿主之间水平转移抗生素抗性基因(ARGs)(Wan et al., 2025)。通过这种机制,ARGs可以跨越物种屏障,最终从环境和动物共生细菌转移到人类病原体中,从而显著增加公共卫生风险(Forster et al., 2022;F. Yang et al., 2021)。
目前,关于畜牧场抗菌素耐药性(AMR)的研究主要依赖于宏基因组学方法。虽然这些方法提供了全面的抗性组谱型(Maciel-Guerra et al., 2023;Yin et al., 2023),但它们无法区分检测到的抗生素抗性基因(ARGs)是存在于可存活的、可传播的、潜在致病性的细菌细胞中,还是来源于死亡细菌或细胞外DNA(Yuan et al., 2019;Zhang et al., 2018)。宏基因组学方法能够全面分析农场环境中的总抗性组,而本研究采用的培养依赖策略则专门针对可存活的、可传播的、潜在致病性的细菌分离株。值得注意的是,培养依赖策略仅能捕获部分可培养细菌分离株,因此此处呈现的结果反映了可培养细菌分离株的特征,而非整个可培养细菌群体。这两种方法的研究重点不同,也探讨了不同的科学问题:前者旨在全面了解农场环境的抗性特征,而后者对于准确评估抗菌素耐药性的实际传播潜力和公共卫生风险至关重要,这是本研究的重点。因此,基于可培养活性细菌分离株的研究对于准确评估耐药细菌的真实传播潜力和致病风险仍然是不可或缺的。
在畜牧场的复杂可培养细菌分离株中,某些机会性致病菌或共生菌可能在ARG的获得、富集和传播中起关键作用。这归因于它们独特的生物学特性——如强的环境适应性、固有的抗生素耐受性和活跃的水平基因转移能力——使它们能够在多个生态位中广泛分布(Crits-Christoph et al., 2022;Ding et al., 2025;Han et al., 2020)。然而,关于奶牛场中的“环境-动物-人类”连续体仍存在一些关键问题:哪些细菌群作为潜在的核心链接,以及这一过程的潜在机制和动态是什么?解决这些问题需要来自活性细菌菌株研究的更直接证据。
因此,本研究旨在利用“同一健康”视角和培养依赖策略,在奶牛场中:解析活性细菌群落及其抗性组在环境、动物和人类界面中的分布;确定连接这些生态位的关键细菌分类单元和共享的抗性基因;并重点关注肠球菌,通过综合表型、基因型、毒力和分子分型分析,揭示其与AMR传播的潜在生态关联,从而为有针对性的预防提供证据。