禽类产品中大肠杆菌或致五分之一膀胱感染
核心发现
- 南加州近五分之一的尿路感染源于肉类养殖动物携带的大肠杆菌,其中火鸡肉产品(82%受污染)和鸡肉产品(58%)风险最高。
- 女性肉类相关尿路感染率是男性的两倍以上(20% vs 8.5%),低收入社区居民感染风险比富裕地区高60%。
- 好消息是:牲畜源大肠杆菌对抗生素的耐药性低于人类适应菌株,表明畜牧业抗生素限制政策可能已见效。
- 防护建议:处理生禽肉后彻底洗手、防止厨房交叉污染、确保肉类达到安全烹饪温度。
多数人知道处理生肉后需洗手,但主要担心食物中毒。很少有人意识到备餐时可能感染膀胱,然而重要研究显示,厨房内感染的尿路感染可能比公认更为普遍。
一项对南加州近6000份细菌样本的研究揭示意外关联:约18%的尿路感染源自肉类养殖动物携带的大肠杆菌,禽类产品成为主要储存库。综合结果表明,肉类生产和处理在尿路感染中的作用可能远超公众认知。
2017至2021年间,乔治华盛顿大学与凯撒医疗集团南加州分部研究人员分析了八个县的零售肉类及尿路感染患者的近18000份大肠杆菌样本。检测发现火鸡产品大肠杆菌污染率达82%,其次为鸡肉(58%)、猪肉(54%)和牛肉(47%)。
大肠杆菌每年在美国引发约800万例尿路感染。在该南加州医疗系统中,近五分之一的尿路感染涉及肉类养殖动物来源菌株。若其他地区存在类似模式,肉制品可能成为重要且部分可预防的膀胱感染源。
研究团队在《mBio》期刊发表的论文中指出:"认识到这一暴露途径为减轻尿路感染的沉重负担提供了新机会。"
科学家如何追溯禽肉感染源
研究者面临巨大挑战:如何证明膀胱感染与超市肉制品相关,而非其他大肠杆菌暴露途径?
研究团队采用基因分析技术,检测17种特定移动遗传元件并比对细菌DNA模式以追溯感染源。这些基因标记如同生物指纹,可区分与牲畜相关的大肠杆菌和主要在人类中传播的菌株。
研究揭示了一段由细菌DNA书写的侦探故事。某些禽源大肠杆菌菌株引发尿路感染的能力不成比例地突出,即其致病率超过在肉制品中的存在比例。ST69成为导致尿路感染的最主要牲畜源菌株。其他菌株(ST10、ST58和ST101)属于通常认为毒力较低的大肠杆菌谱系,但展现出增强的致病潜力,携带的毒力基因多于同类菌株。
科学家在牲畜源感染中鉴定出196种不同细菌菌株。仅13%的菌株同时出现在牲畜源感染、人类源感染和肉制品样本中,表明多数肉源菌株具有区别于人类广泛传播菌株的独特基因特征。
高风险人群
感染模式揭示令人忧虑的健康差异。女性面临更高的肉源性尿路感染负担,近20%的女性尿路感染病例与牲畜源相关,而男性仅为8.5%。感染男性中,牲畜源菌株患者年龄显著偏高(中位年龄73岁,人类源菌株患者为65岁)。
收入因素同样关键。高贫困社区居民感染风险比富裕地区高60%。经年龄、性别和种族调整后,高贫困社区感染率达21.5%,富裕社区为16.6%。
肉制品污染率也随社区贫困程度上升:区域贫困率每增加10%,细菌检出率上升12%。廉价肉制品包装的污染率更高,可能加剧感染风险差异。
抗生素耐药性的好消息
牲畜源大肠杆菌菌株对常用尿路感染治疗药物(如磺胺甲噁唑和甲氧苄啶)的耐药性低于人类适应菌株。牲畜源尿路感染菌株的整体多重耐药性也较低,其耐药模式更接近肉制品中的细菌,而非人类适应菌株。
这种模式可能反映FDA长期限制农业中医疗重要抗菌药物使用的成效。加州参议院第27号法案限制牲畜抗生素使用,也可能促成耐药率降低。与近十年前亚利桑那州数据相比,本研究(2017-2021年)中氨苄西林和四环素的耐药率均有所下降。
禽肉细菌如何进入膀胱
尽管研究未能明确追踪传播路径,食品加工过程中的交叉污染仍是可能途径。生禽肉汁液可扩散至厨房台面、厨具和双手,为细菌进入泌尿道创造机会。
细菌不需经口摄入即可引发问题;除潜在食源暴露外,接触污染肉类或厨房表面后的手部接触身体,即可将病原体引入泌尿道。
清洁水源获取受限的社区更易发生不当食品处理。资源匮乏地区的零售场所若储存温度失控,可能导致购买前细菌大量繁殖。
职业暴露是另一可能途径。肉类加工、超市或餐饮服务从业人员频繁接触生禽肉,可能增加感染风险。
研究采集了南加州八个县所有主要连锁超市的样本,覆盖凯撒医疗集团480万会员。多数尿路感染患者为女性(88%),中位年龄50岁,反映该地区种族多样性:37%为西班牙裔,31%为非西班牙裔白人,亚裔、非裔及其他群体占比较小。
消费者实用建议
研究团队呼吁采取更严格措施减少零售肉制品(尤其是禽肉)中的有害大肠杆菌。加强供应链全程监测和加工环节管控,可在产品上市前降低细菌负荷。
在措施落实前,高风险人群应格外谨慎。免疫力低下者、老年人及慢性病患者处理生肉时需特别注意。接触生禽肉后彻底洗手、防止与即食食品交叉污染、确保充分烹饪至关重要。
降低禽肉产品细菌载量将减少传播机会,每年可能预防大量尿路感染,同时有助于缩小经济弱势社区的健康差距。
研究局限性
本研究存在若干局限。当前归因模型无法区分具体肉制品类型,仅能区分牲畜源与人类源。模型未采用牛源或牛肉产品的大肠杆菌基因组构建,可能低估牛源菌株对人类疾病的贡献。
研究无法区分食源暴露与其他传播途径。少量分离株可能源于复发性尿路感染而非新发感染,可能导致结果偏差。聚焦门诊社区获得性感染意味着医院及医疗相关感染(面临不同环境压力)未被纳入。
由于未包含败血症等侵入性感染的菌株,研究在识别最大公共卫生风险的动物源菌株方面可能存在局限。但鉴于多数侵入性大肠杆菌感染始于泌尿道,研究很可能已捕获能引发上行感染的主要菌株。
研究细节
该研究由威康信托基金会(资助号201866、211493/Z/18/Z、18-1030952970)、国家过敏与传染病研究所(5R01AI130066-05)及约翰霍普金斯大学谢里林和肯·费舍尔环境传染病发现计划提供资金。凯撒医疗集团南加州分部提供额外内部资助,作者声明无利益冲突。
题为《南加州动物源性大肠杆菌与尿路感染》的研究由Maliha Aziz、Daniel E. Park等学者及KP & GWU ARES团队完成,发表于美国微生物学会《mBio》期刊(2025年10月23日,第16卷第11期,DOI: 10.1128/mbio.01428-25)。凯撒医疗集团IRB批准研究(方案号11284),乔治华盛顿大学IRB认定测序及分析活动不涉及人类受试者。
2017至2021年间,研究人员在南加州收集23,483份尿路感染患者大肠杆菌分离株和12,616份零售肉制品样本,对5,728份代表性样本(2,349份临床样本和3,379份肉样)进行全基因组测序。肉样包括鸡肉(970株)、火鸡(792株)、猪肉(837株)和牛肉(780株)制品,采购自与临床样本相同居住区域。
研究团队采用基于17个宿主相关基因标记训练的贝叶斯潜类别模型,推断各分离株的宿主来源。这种统计基因组方法是对传统流行病学溯源的有力补充。研究基因组数据已存入NCBI(SRA编号PRJEB31347)。
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