丹麦养猪场环境中43株曲霉菌抗真菌耐药性的调查研究
摘要:真菌分离株的抗生素耐药性正在全球范围内增加。尽管已知养猪场工人职业暴露于曲霉属等感染性真菌,但关于他们可能暴露于抗真菌耐药曲霉菌的情况知之甚少。本研究旨在获取关于丹麦某养猪场内不同来源材料(包括空气粉尘、表面粉尘、粪便和稻草)中分离的曲霉菌种抗真菌耐药性特征的知识。采用EUCAST肉汤微量稀释法对从丹麦某养猪场3个时期采集的43株曲霉菌进行抗真菌耐药性测试。共获得7种曲霉,包括白曲霉(n=5)、烟曲霉(n=5)、灰绿曲霉(n=13)、构巢曲霉(n=2)、黑曲霉(n=15)、土曲霉(n=1)和杂色曲霉(n=2)。总体而言,27.9%的曲霉菌分离株对至少一种抗真菌药物表现出耐药性,11.6%的曲霉菌分离株对多种抗真菌药物表现出耐药性。表现出抗真菌耐药性的最丰富种群是黑曲霉,其分离株对伊曲康唑、伏立康唑和卡泊芬净表现出耐药性。一株灰绿曲霉和两株杂色曲霉对两性霉素B耐药(MIC≥2mg/L两性霉素B)。在所有三个采样日均发现了抗生素耐药真菌。
一、引言
在某些职业环境中,如养猪场和温室,工人暴露于高浓度的空气颗粒物是众所周知的,这些颗粒物可能含有致病性细菌和真菌种类。此外,已有充分文献记载养猪场工人暴露于高浓度的空气传播耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。然而,尽管已知环境抗真菌耐药性在欧洲呈上升趋势,盆栽土壤和堆肥中的分离株对人类患者使用的抗真菌药物表现出耐药性,但关于养猪场工人暴露于抗真菌耐药真菌种类的情况仍然知之甚少。事实上,只有少数职业卫生研究调查了工人是否可能暴露于抗真菌耐药分离株。
检测到环境分离株耐药性增加令人担忧,因为据报道,真菌感染如侵袭性曲霉病在易感患者群体中致死率很高,死亡率在30%至90%之间。一些研究表明,未接触过唑类药物的患者发展为唑类耐药侵袭性曲霉病可能是从环境中获得的。在养猪场等职业环境中,免疫功能低下的工人被认为是发生侵袭性真菌感染的易感风险群体;此外,随着人口老龄化,潜在易感工人的比例将增加。在丹麦,农场工人的年龄正在增加,近25%的丹麦农场工人年龄在60至69岁之间。因此,预计未来几年真菌感染的数量将增加。环境分离株获得对人类使用抗真菌药物的耐药性被认为源于农业中对植物病原体过度使用同源药物,因为环境分离株和临床分离株具有相似的耐药机制。因此,从事依赖杀真菌剂处理农作物的行业(包括养猪场)的人员面临暴露于抗真菌耐药微生物的风险。
先前关于养猪场室内空气的研究表明,工人在工作期间可能暴露于高浓度的空气传播真菌。他们暴露的许多物种已知是致病性的或产毒素的,并且有可能沉积在呼吸道深处。尽管工人不太可能发展为职业性真菌肺部感染——可能是由于所谓的"健康工人效应"——但如果他们变得易感,他们发展为严重感染的风险会增加。
在养猪场内,空气传播真菌有多种潜在来源。这些包括处理粉尘材料(如稻草),在处理过程中可能释放包括真菌孢子在内的空气传播颗粒,以及某些工作任务,如高压清洗被粪便和沉积粉尘污染的表面,这可以使微生物气溶胶化。曲霉属特别引人关注,因为它包含几种已知的人类病原体,并且已知存在于养猪场中。特别是黑曲霉已被发现在职业环境(如温室)的表面(如土壤和叶片表面)上。与这些表面有物理接触的工人已被观察到发展为甲感染。
本研究旨在阐明来自养猪场多种来源的七种曲霉菌环境分离株是否对常用医学抗真菌药物表现出耐药性。
二、材料与方法
2.1 采样
样本采集于2019年6月和7月期间,在丹麦西兰地区一个高产量、无特定病原体的养猪场的育肥猪舍内,在6周内进行了3次。采样期间使用Tinytag Plus数据记录仪(Gemini Data Loggers,英国)测量舍内的温度和相对湿度(RH)。在采样期间每分钟测量一次。温度在15.6至24.2摄氏度之间变化,RH在53.9%至69.5%之间变化。
两个安装在聚碳酸酯滤膜(孔径1μm)上的个人总粉尘采样器(GSP),流量为3.5L/min,分别固定在一名志愿者的两个肩膀上,用于采样与工人个人暴露相关的可吸入空气颗粒物;这些样本与其他样本同时采集。采样时间为55至78分钟;志愿者进行模拟正常检查的活动。
eSwabs(Copan,意大利布雷西亚),由植绒尼龙拭子和1mL改良Amies运输培养基组成,用于收集接触表面和粪便物质上的真菌。采样前用改良Amies运输培养基润湿拭子头部以收集材料。对于粪便材料的收集,将拭子头部插入一堆湿润的粪便物质中并旋转。对于沉积粉尘的收集,将润湿的拭子头部在覆盖粉尘的表面上轴向和垂直旋转,直到观察到拭子头部完全被粉尘覆盖。粉尘收集的位置包括扶手、门把手、软管表面、管道和其他污染物。从猪的饲料中收集约10mL体积的少量稻草,置于15mL Falcon管中。
猪舍内每次采样日的温度和相对湿度,以及从不同来源材料收集的样本数量,如表1所示。
表1. 每次从空气粉尘、沉积粉尘、粪便物质和稻草采集的材料样本数量
| 日期 | 空气中尘埃 (n) | 沉降尘埃 (n) | 粪便物质 (n) | 稻草 (n) |
|---|---|---|---|---|
| 2019年6月19日 | 2 | 5 | 5 | 4 |
| 2019年7月3日 | 2 | 5 | 5 | 4 |
| 2019年7月17日 | 2 | 5 | 5 | 4 |
| 总计 | 6 | 15 | 15 | 12 |
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