患病率extended-spectrumβ-lactamase在非洲生产Enterobacterales water-plant-food接口:一个荟萃分析(2010 - 2022)
Loandi里克特
埃里卡·m·Du Plessis)
斯泰西Duvenage
丽丝Korsten- 1植物和土壤科学,哈特菲尔德,比勒陀利亚,南非比勒陀利亚大学
- 2科学和创新、粮食安全、国家研究基金会卓越中心比勒陀利亚,南非
- 3食品和市场部门,自然资源研究所,英国伦敦格林威治大学
背景:耐多药extended-spectrumβ-lactamase (ESBL)第Enterobacterales被认为是一种重要的健康问题,然而,监测water-plant-food接口仍然很低,特别是在非洲。
目的:这项研究的目的是阐明分布和预防的图集抗菌素耐药性在临床上的重要成员Enterobacterales秩序隔绝water-plant-food接口在非洲。
方法:进行文献检索使用六个在线数据库根据棱镜的指导方针。所有可用的已发表的研究涉及表型和基因型的描述ESBL-producing Enterobacterales从水、新鲜农产品或土壤在非洲被认为是合格的。识别和表征方法以及根据隔离源和出版年网络分析进行了综述。分析大肠杆菌、沙门氏菌种虫害和肺炎克雷伯菌包括多种抗生素耐药性的计算(MAR)指数根据隔离使用RStudio来源和执行统计分析。
结果:总的来说,51项研究包括进一步调查。12个非洲国家代表,与环境AMR监测研究主要在南非进行的。在76.47%的研究中,抗菌素耐药细菌的出现是在灌溉用水调查样本,而50.98%的研究包括新鲜农产品样品。抗菌素耐药性细菌的表型分析概要文件被报道在94.12%的研究中,主要使用磁盘扩散的方法。当调查3月指标的特征大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和沙门氏菌spp。来自不同来源(水、新鲜农产品或土壤),整个国家未见显著差异。唯一的遗传因素确定在所有的研究中使用PCR检测blaCTX−米耐药基因。只有四个全基因组序列分析用于研究分子分离鉴定。
讨论:在全球范围内,AMR监测项目识别ESBL和carbapenemase-producing Enterobacterales AMR基因传播向量具有十分重要的意义。然而,在低收入和中等收入国家,例如在非洲,挑战实现有效和可持续的AMR监测项目依然存在。综述强调了需要改进监测、标准化方法和文档建立耐药基因传播的连续性在非洲。
1。介绍
抗菌素耐药性(AMR)被视为对全球健康的十大威胁之一(2020年,)。在此之前作为耐药病原体的出现和传播,获得新的耐药机制继续威胁临床上重要的抗生素治疗常见感染的有效性(Koutsoumanis et al ., 2021;拉赫曼et al ., 2022)。在全球范围内,主要组织包括世界卫生组织(世卫组织)、联合国粮食及农业组织(FAO)、世界动物卫生组织(OIE)和欧盟委员会(EC)已经认识到需要进一步研究和多学科的方法来打击AMR (Koutsoumanis et al ., 2021)。然而,在低收入和中等收入国家(中低收入国家的要求),如在非洲,挑战仍实施有效和可持续的AMR监测规划(埃尔顿et al ., 2020)。在此之前,中低收入国家的要求往往缺乏必要的基础设施和机构能力和有效的报告系统推出可持续监测项目(埃尔顿et al ., 2020)。
许多不同的来源和途径对人类公认收购抗菌素耐药细菌,包括人际传播,直接接触食品生产的动物和宠物,食源性传播以及环境(Koutsoumanis et al ., 2021)。中低收入国家建设,AMR报道是传播的主要驱动力,而不是使用抗菌素(Koutsoumanis et al ., 2021)。非人类的病原体来源如extended-spectrumβ-lactamase (ESBL)第大肠杆菌和质粒介导AmpC (pAmpC)第大肠杆菌据报道,纵向研究的必要性和持续的监控(Mughini-gras et al ., 2019)。此外,美国疾病控制和预防中心(CDC)最近报道,紧急AMR威胁在美国(美国)包括特Enterobacterales,虽然ESBL-producing Enterobacterales,耐药nontyphoidal沙门氏菌和耐药沙门氏菌伤寒血清型被视为严重威胁等(疾病预防控制中心,2019)。Enterobacterales表单的一部分正常附生植物的微生物区系的水果和蔬菜,并包括陆生、水生环境中无处不在的成员,以及人类食源性病原体包括致病性大肠杆菌和沙门氏菌spp。(Rajwar et al ., 2015)。此外,Enterobacterales适应共享遗传物质,通常临床上显著抗性基因通过马车移动遗传元素(帕特里奇,2015)。最近,一个全面的评估的全球负担AMR表示,六个主要病原体与阻力包括有关的死亡大肠杆菌,紧随其后的是金黄色葡萄球菌,肺炎克雷伯菌,肺炎链球菌,鲍曼不动杆菌,铜绿假单胞菌(穆雷et al ., 2022)。
在过去的十年中,越来越注重环境传播的角色AMR已经报道(2015年,;Koutsoumanis et al ., 2021)。此外,作者已经报道了一个集成的重要性,一个健康的方法的发展和实施缓解策略打击AMR (白色和休斯,2019;Ikhimiukor et al ., 2022)。健康概念的AMR缓解策略认识到人类,动物(包括野生动物),环境和生态系统是关键优先事项(白色和休斯,2019)。到目前为止,大多数AMR监测研究,尤其是中低收入国家建设在非洲,关注人类和动物。为例,从901年开始研究LMIC-based研究2000 - 2018年,AMR的态度部门的快速增加趋势常见病原体等指标大肠杆菌、弯曲杆菌spp。沙门氏菌spp。,金黄色葡萄球菌已报告(Ikhimiukor et al ., 2022)。当前的研究的主要目的是阐明AMR分布和预防的图集在临床上的重要成员Enterobacterales家庭隔绝water-plant-food连结在非洲。
2。材料和方法
事件的回顾和荟萃分析包括了从2010年1月- 2022年12月发表的文章和编译系统回顾和荟萃分析的首选项目报告(棱镜)指南(et al ., 2021页)。
2.1。搜索策略
发表文章的信息来自所有国家在非洲大陆所定义的非洲联盟(非洲联盟委员会,2022年)报道的发生耐药Enterobacterales water-plant-food界面都包括在内。两位作者独立进行全面的文献搜索使用五个在线数据库:谷歌学者,PubMed数据库,在线的专文研究数据库、科学指引和语义的学者。布尔操作符(”和“,”或“)只适用于搜索文章和英语出版物都包括在内。预定义的搜索词”(extended-spectrum beta-lactamase extended-spectrum或beta-lactamase ESBL或ESBL-producing)(肠杆菌科或Enterobacterales)和非洲(水或灌溉用水或蔬菜或水果或新鲜农产品生产或土壤)”被用来检索相关文章发表在选择时间段。世卫组织全球行动计划解决AMR (GAP-AMR)以及全球抗菌素耐药性和使用监测系统(玻璃)成立于2015年,个别国家随后开发的国家行动计划(2020年,;Willemsen et al ., 2022)。为当前的审查,作者选择了一个时间表,包括环境AMR监测研究5年发射前的玻璃可用2022年,最近的一篇文章概述当前环境AMR概要分析非洲国家在至少十年。
2.2。研究纳入和排除标准
出版物由两位作者进行独立审查(LR和ED)确定资格和重复的条目被确定通过考虑标题、作者和出版。入选标准组成的所有可用的全文文章涉及表型和基因型的描述ESBL-producing Enterobacterales从水、新鲜农产品或土壤在非洲。更具体地说,出版物描述抗菌素耐药细菌的出现在新鲜农产品生产,包括土壤、生产和收获相关的灌溉用水,以及新鲜农产品零售被认为是合格的。鉴于相伴的植物细菌的多样性,只有成员Enterobacterales订单内包含在当前的审查。此前在AMR戏剧性升级中细菌,尤其是肠杆菌科的成员已经注意到在全球范围内,导致ESBL-producing Enerobacteriaceae形成那些关键的优先级列表的一部分病原体对人类健康构成最大的威胁(2017年,;林奇和克拉克,2021年)。专注于废水的研究,人类或动物的健康和研究不确定细菌生物至少属水平被排除在外(图1)。此外,AMR研究侧重于传播或耐药细菌通过非植物食物来源(如乳制品、水产养殖或肉制品)并不被认为是符合当前的审查。所有发表的文章可以在选定的数据库数据提取的时候(n= 922)分别回顾和那些不满足预定义的入选标准被从最终的文章进行分析。
图1。棱镜流程图(et al ., 2021页)总结的过程,选择文献的存在和表征extended-spectrum beta-lactamase生产Enterobacterales water-plant-food连结在非洲。
2.3。数据综合、分析和报告
总的来说,51项研究包括进一步调查。出版年,隔离源(水、土壤或新鲜农产品),细菌发生比例和识别和表征方法,综述了用于所有出版物(补充表1)。使用UCINET进行网络分析®6为Windows (Borgatti et al ., 2002),矩阵创建文章基于源和出版年的隔离和国家。NetDraw2.175被用来画出网络。
对于选定的细菌种类(大肠杆菌,肺炎和沙门氏菌spp)从不同来源孤立,信息没有包含在发布的结果和可能的计算,多种抗生素耐药性(MAR)指标计算分析潜在的健康风险(数据没有显示)。3月指数为每个细菌物种在各自的研究中进行了计算x/ (y。z),x代表了抗生素的总电阻隔离,y代表的抗生素和总数z隔离从隔离源的数量(Riaz et al ., 2011)。β-lactamase基因检测大肠杆菌,肺炎和沙门氏菌种虫害在不同国家代表使用DataWrapper (洛伦茨et al ., 2012)和Microsoft Excel和PowerPoint。
2.4。统计分析
数据分析使用RStudio (RStudio团队,2020)。Shapiro-Wilk测试进行测试的标准化残差偏离常态(夏皮罗和Wilk, 1965年)。方差分析是用来测试在3月指标之间的显著差异的特点大肠杆菌,肺炎和沙门氏菌每个国家种虫害和出版年,分别。学生的保护t-LSD(最小显著差)计算在5%的显著性水平比较重要来源的影响3月孤立特征索引(Snedecor科克伦,1980)。
3所示。结果
3.1。总体概述
基于合格标准(图1),共51的包含在系统综述的文章。包括研究代表12个非洲国家(图2)。大多数的研究在南非进行(n= 20),其次是尼日利亚(n= 10)、突尼斯(n= 6)、阿尔及利亚(n= 4)、贝宁(n= 2)、加纳(n= 2),摩洛哥(n= 2),埃及(= 1),坦桑尼亚(n= 1)、苏丹(n= 1)、肯尼亚(n= 1),刚果民主共和国(n= 1)。
图2。非洲国家(n= 12)所代表的数据分析在研究(n= 51)与抗菌素耐药性有关。
抗菌素耐药细菌的出现在灌溉用水样本评估在大多数(76.47%)的研究(图3)。表明,灌溉用水的类型主要包括地表水(河流)的来源,其次是钻孔、池塘、水井、溪流和/或运河。在九个研究中,灌溉用水结合相关分析了灌溉新鲜农产品,而另一个八的研究集中在细菌隔离和表征从农业水土环境(图3)。六项研究包括分析灌溉用水、土壤和相关的新鲜农产品,而11个研究关注隔离和表征的细菌从新鲜农产品和一只集中在土壤分析(图3)。总的来说,研究,包括水、土壤和/或新鲜农产品样品主要是在南非进行的(n= 13),而研究,关注新鲜农产品或水样,进行了主要在尼日利亚(n= 8)(图3)。大多数的研究报告发表在2020年(n= 13),其次是2015年和2022年(n分别为= 7)和2021年(n= 5)。
图3。网络分析的研究在非洲抗菌素耐药的发生和表征Enterobacterales隔绝water-soil-plant环境从2010年到2022年。数字代表的文章(n= 51)包含在系统回顾,出版年和形状的颜色代表不同的国家。
3.2。识别和描述细菌隔离
Enterobacterales来自15个不同属孤立和抗菌素耐药性特点,表型、遗传型的,或者两者兼有,12个非洲国家。使用主要是三种方法进行细菌分离鉴定,单独或组合,包括生化测试,PCR和/或质谱(补充表1)。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-ToF)识别似乎是孤立的黄金标准识别在南非的研究中,用于60% (n= 12),其次是16 s rDNA PCR鉴定(n= 5),生化测试(n= 2)和一个OmniLog系统用于识别的研究。在其他非洲国家,生化测试(分析剖面指数(API)或吲哚测试)主要是用于分离识别(n= 18),其次是MALDI-ToF (n= 7)和16 s rDNA PCR鉴定(n= 4)。一项研究在刚果民主共和国只有选择性的媒体用于隔离标识,而凤凰100表现型系统和生化试验和PCR用于在突尼斯的两项研究,分别。
51项研究包含在当前的审查报告15个不同的隔离和表征Enterobacterales属从灌溉水源、土壤和新鲜农产品(补充表1)。总的来说,20(39.22%)关注的文章大肠杆菌,三个(5.88%)肺炎克雷伯菌,两个(3.92%)沙门氏菌spp,分别枸橼酸杆菌属spp。,肠杆菌属spp。其余24文章集中在Enterobacterales家庭,最常报道的细菌克雷伯氏菌spp。(43.14%),紧随其后的是枸橼酸杆菌属spp。(35.29%),肠杆菌属种虫害和大肠杆菌(各占33.33%),沙雷氏菌属spp。(15.69%)和沙门氏菌种虫害和普罗透斯spp。(各占11.76%)。
隔离的表型分析抗菌素耐药性资料报道在94.12%的研究中,主要使用磁盘扩散方法(补充表1)。表型结果分析主要依赖于翻译标准的临床和实验室标准协会(CLSI,包括NCCLS,n= 31),其次是欧洲委员会的药敏测试(EUCAST,n= 3)和微生物的抗菌谱法国社会委员会(n= 4)。此外,在七个研究中,CLSI和EUCAST标准被用于解释结果。此外,72.55%的研究(n= 37)包括抗性基因的PCR检测,与DNA测序互补测试PCR包含在31.37%的研究。的31.37%,只有7.84%的人(n= 4)使用全基因组测序(WGS)技术作进一步鉴定。
3.3。共享抗性基因在潜在的人类病原体water-plant-food接口
37个研究,包括抗性基因的PCR分析主要是在南非(n= 13),其次是突尼斯和尼日利亚(n= 6)、贝宁、摩洛哥和阿尔及利亚(n= 2),一个研究每个在肯尼亚,苏丹、加纳、埃及和刚果民主共和国。总的来说,最大数量的抗性基因从水样中标识隔离,然而,这有一个警告,更多的研究集中在水样分析(n= 39)单独或结合新鲜农产品和/或土壤(图3)。在南非,尼日利亚,阿尔及利亚和突尼斯blaCTX−米ESBL耐药基因被发现在从水中分离,新鲜农产品和/或土壤。此外,blaCTX−米耐药基因遗传因素是唯一确定的大多数研究,包括PCR分析,除了研究在加纳,摩洛哥和埃及的地方blaTEM基因主要是确认了。此外,包括beta-lactamase基因blaSHV,blaTEM,blaOXA,以及AmpC抗性遗传因素(bla福克斯,bla混合氧化物燃料,blaCIT)、磺酰胺类和四环素确定了从水中分离、新鲜农产品和土壤在南非的研究。从水中分离出样品在尼日利亚主要存在基因有助于抵抗四环素,其次是氨基糖甙类(氨基糖苷类激酶,aph)。水样本中分离出来自南非和突尼斯blaVIM和bla小鬼碳青霉烯耐药基因被确定。此外,blaKPC和bla的NDM碳青霉烯耐药基因从水样中标识隔离,而bla全球经济碳青霉烯耐药基因存在于从水和新鲜农产品,隔离和mcr从土壤中分离出样本中基因检测,所有在南非进行的研究中。还确定了的NDM碳青霉烯耐药基因隔离从土壤样品在尼日利亚和埃及的水样。
3.4。进一步分析water-soil-fresh选择潜在的人类病原体的生产环境
3.4.1。大肠杆菌
来自9个国家的研究大肠杆菌是孤立的,河水水样主要包括用于新鲜农产品灌溉在城市地区。河水被报道受到人为活动的影响(农业、工业和/或国内)在所有的包括多药物耐药性Enterobacterales研究调查的存在。新鲜农产品的样本在露天市场或正式的零售商和农场购买新鲜农产品和土壤样本包括土壤领域的新鲜农产品的收获。至少九类抗菌素耐药性表型筛选的抗生素包括大部分的研究集中在描述大肠杆菌。的主要阻力模式大肠杆菌隔离包括耐四环素抗生素,青霉素和磺胺类药抗生素类,其次是氨基糖甙类和喹诺酮类。计算的研究是可能的,孤立的大肠杆菌有多种抗菌素耐药性(MAR)指标≥0.2,除了两项研究在南非在2014年和2016年(补充表2)。这些研究进行了在突尼斯、尼日利亚、阿尔及利亚、摩洛哥、苏丹、加纳、南非,某些国家之间的显著差异在3月指标(p= 0.006)(图4)。单向方差分析,考虑到充分证据3月指标的特征大肠杆菌每个出版年(没有显著差异p= 0.18)。此外,没有看到显著差异在整个3月指标的特征大肠杆菌从不同的来源被水(p= 0.215),新鲜农产品(p= 0.435)或土壤(p在整个研究期间= 0.471)样品。总的来说,17项研究,包括PCR分析(存在/不存在检测或进一步测序),抗性基因筛查大肠杆菌隔绝水、土壤或新鲜农产品样品。最伟大的多样性β-lactamase基因被发现大肠杆菌在南非(从样品分离分析图5)。在隔离从突尼斯、南非、尼日利亚、肯尼亚、阿尔及利亚、苏丹、摩洛哥和贝宁,blaTEM和blaCTX−米遗传因素被发现(图5)。测序完成,blaTEM遗传决定因素包括TEM-1 TEM-2, TEM-3和tem - 215大肠杆菌从南非研究和TEM-15隔离隔离从突尼斯。的blaCTX−米遗传决定因素包括CTX-M-15(突尼斯、南非、苏丹、阿尔及利亚和尼日利亚),CTX-M-55(突尼斯和南非),CTX-M-14(摩洛哥)和CTX-M-1 CTX-M-3, CTX-M-2, CTX-M-14, CTX-M-8/25, CTX-M-27, CTX-M-9(南非)。
图4。均值的差异多种抗菌素耐药性(MAR)的索引值大肠杆菌(一)和肺炎克雷伯菌(B)不同的国家之间相应的个人研究(95%的置信区间大肠杆菌:p= 0.01,k .肺炎:p= 0.04)系统地综述了在非洲国家(2010 - 2022)。
图5。Beta-lactamase基因检测大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和沙门氏菌种虫害隔绝水、土壤和/或新鲜农产品样品在不同的非洲国家在2010年和2022年之间。每个圆的中间数字表明基因的一些研究发现。总共21个不同β-lactamase基因被发现在不同的国家,显示不同的颜色或图案相同的循环。
3.4.2。肺炎克雷伯菌
样品在那里k .肺炎分离主要包括水,其次是新鲜农产品和土壤。包括研究的土壤取样接近食品自动售货地点或新鲜农产品在哪里收获。关注特征的文章k .肺炎只有和包括表型特征(备忘录et al ., 2016;Zekar et al ., 2020)表型的抗生素抗性筛选测试七类。这包括青霉素、头孢菌素、碳青霉烯氨基糖甙类,喹诺酮类、氟喹诺酮类原料药和磺胺类药。同样,Enterobacterales家族的一些成员(包括k .肺炎)特征,抗生素,通常用于治疗感染的病原体,包括。耐青霉素如阿莫西林/克拉维酸(安灭菌)占主导地位,其次是耐氨基糖甙类(包括妥布霉素)和头孢菌素如头孢曲松钠和头孢噻肟。总体而言,3月指数介于0.12和0.83之间(补充表2的),这是一个指标k .肺炎隔离来自潜在的高风险环境中抗生素不加选择地使用(Krumperman 1983;Fadare et al ., 2020;Veloo et al ., 2022)。显著差异观察3月指标的特征k .肺炎每个国家(p= 0.04)以及出版年(p= 0.07)。然而,3月为特征的索引k .肺炎从不同的隔离即来源。、水(p= 0.84),新鲜农产品(p= 0.63)和土壤(p= 0.84)没有显著不同。在所有的9个国家,包括PCR分析,k .肺炎菌株窝藏CTX-M遗传因素被发现(图5)。测序完成,CTX-M变体包括CTX-M-1隔离从刚果民主共和国和CTX-M-15k .肺炎隔离从突尼斯、尼日利亚和南非。碳青霉烯耐药基因识别k .肺炎包括隔离从突尼斯的VIM和IMP变体、电气和OXA-48遗传决定因素k .肺炎来自南非和阿尔及利亚和ndm - 1耐碳青霉烯的决定因素k .肺炎从样品分离在尼日利亚和埃及。
3.4.3。沙门氏菌spp。
的研究沙门氏菌种虫害检测都是在尼日利亚和南非。在尼日利亚,从研究样本阳性沙门氏菌种虫害主要包括灌溉用水,其次是新鲜农产品和土壤。的沙门氏菌种虫害的阳性样本研究在南非主要水样,其次是土壤样本中的字段选择新鲜农产品生产研究。所有样本来自城市地区河流的水用于灌溉。这三个沙门氏菌种虫害进行了集中的文章在尼日利亚和南非在2011年和2015年之间(Akinyemi et al ., 2011;Abakpa et al ., 2015;Raseala et al ., 2020)。不同的抗生素进行了测试在各自的研究中,然而,在所有三个主要阻力模式研究包括抵抗抗生素青霉素类(氨苄青霉素或安灭菌),内sulfonomides, tetracyline和/或氨基糖甙类。同样,多个抵抗抗生素至少三个不同的类被隔离的四个研究关注隔离Enterobacterales和检测沙门氏菌spp。(Odigie et al ., 2013;里希特et al ., 2019;Iwu et al ., 2020;诺拉et al ., 2022)。3月指标≥0.2的6个研究(补充表2),3月指数无显著差异的特征值沙门氏菌种虫害每个国家(p= 0.51)或出版年(p= 0.92)。3月指标的特征沙门氏菌种虫害从水、新鲜农产品和土壤没有显著差异(p= 0.64,p= 0.62,p分别为= 0.87)。只有三个研究包括抗性基因的PCR分析孤立沙门氏菌spp。(图4)。在这些研究中(尼日利亚和南非),β-lactamase遗传决定因素包括在内blaTEM和blaCTX−米,blaOXA而沙门氏菌种虫害隔绝样本在尼日利亚另外存在VIM, IMP和KPC遗传决定因素。
4所示。讨论
AMR的环境传播的作用是越来越多的报道(Koutsoumanis et al ., 2021)。这一荟萃分析总结了公布的数据可以在临床上重要的发生Enterobacterales窝藏抗生素抗性基因,包括基因表达广谱β-lactamases ESBLs和/或AmpCβ-lactamases,隔绝water-plant-food nexus在非洲。环境抗生素耐药细菌通常分为(i)载体,在传播抗性基因的作用但不能征服人类的身体,和(2)向量,由殖民的ARB和入侵人体(Manaia 2017)。在全球范围内,AMR监测项目识别ESBL和carbapenemase-producing Enterobacterales向量的重视AMR基因传播(2014年,,2020年)。基于合格标准在使用的系统方法,51个研究发现目前的荟萃分析。
众所周知,环境包含一个天然抗菌素耐药性基因池以及人为活动产生的抗性基因(Manaia 2017)。先前的研究进一步表明,水是一种促成一致(团结)的传播途径传播的AMR在不同环境(Liguori说道et al ., 2022)。此外,灌溉用水被认为是人类致病菌的主要传播途径的新鲜农产品。至少13在当前的研究分析,从六个不同的国家,所有潜在证明耐药病原体等大肠杆菌,肺炎k,沙门氏菌spp。肠杆菌属spp。沙雷氏菌属fonticola和枸橼酸杆菌属freundii在场的新鲜农产品和相关的灌溉用水(补充表1),这相当于全球研究灌溉用水与新鲜农产品污染(Blaak et al ., 2014;你们et al ., 2017;至关重要的et al ., 2018;巴拿赫和Van Der Fels-Klerx, 2020年)。
目前的审查也阐明水主要是在非洲的环境AMR研究调查2010年到2022年之间。这些研究异构研究地点和方法,大肠杆菌主要是孤立和特征。世界卫生组织最近发表的一个集成的全球监测ESBL-producing议定书大肠杆菌作为一个指示器(2021年,)。描述的程序是专门设计以和谐的方式进行提供机会增加能力和构建国家AMR综合监控系统在一个卫生的方法(2021年,)。这个协议的环境方面提出了检测和量化ESBL-producing大肠杆菌等热点来源包括地表水污染的河流接收废水(2021年,)。然而,当前元数据分析显示方法,包括样本的频率和数量分析,隔离,标识和描述方法(即使在国家)不同,对比提出的协议以协调的方式进行研究。
从目前的审查表明,研究结果在南非和阿尔及利亚,MALDI-ToF是主要用于识别潜在的病原体,而国家包括尼日利亚、突尼斯、加纳、埃及、摩洛哥和肯尼亚等,主要用于生化测试API条等隔离标识。最近,MALDI-ToF质谱分析的重现性和准确性是评价通过全面比较研究在临床领域(侯et al ., 2019)。作者得出结论,高通量,成本有效的方法与精度高导致MALDI-ToF质谱取代以前的传统的分子或生化鉴定系统(侯et al ., 2019)。此外,在全球范围内,MALDI-ToF正越来越多地应用在食品安全批准由美国食品和药物管理局(程et al ., 2016)。这速度和一致的检测食源性病原体符合成本效益的方式在食品安全分析是至关重要的时间敏感性代表一个重要的因素(程et al ., 2016;Elbehiry et al ., 2017)。然而,在许多中低收入国家的要求研究人员仍然依靠生化测试隔离识别由于基础设施或资金的限制。这是明显的在当前的审查选定的研究在尼日利亚,南非和突尼斯以及研究从贝宁、加纳、埃及、摩洛哥、肯尼亚和坦桑尼亚所有利用生化测试,主要API20E面板,报告给高效经济的识别(波波夫et al ., 2022)。从目前的研究中,ESBL-producing Enterobacterales主要包括在内大肠杆菌和k .肺炎隔离。值得注意的是,39.22%的研究集中在隔离和表征大肠杆菌因此,只有明确的结论的患病率ESBL-producers water-plant-food环境从这些非洲国家不能只从这些数据。世卫组织报告了大肠杆菌和k .肺炎出,在其他第三代抗头孢Enterobacterales,分为全球抗菌素耐药性研究和发展的一个关键优先(2017年,)。
在所有国家目前的荟萃分析,Kirby-Bauer磁盘扩散方法主要用于表型AMR分析,与CLSI标准主要跟踪。然而,抗生素包括在分析研究和国家不同,因此,没有结论关于表型耐药模式潜在的病原体分离出不同的矩阵可以报道。注意的是,的多药耐药性(MDR),它被定义为抵抗抗生素类(不止一个Magiorakos et al ., 2012),在大多数的研究中被报道。2014年,世卫组织发布了第一个抗菌素耐药性监测和报告强调了需要改进和全球协调努力的情况下,在2018年联合国粮农组织报告需要增加环境抗菌素耐药性监测2014年,;粮农组织2018)。表型耐抗菌素视为至关重要的在临床治疗中发现water-plant-food nexus的隔离在目前的荟萃分析。作为一个例子,大肠杆菌从新鲜农产品和水分离所有国家显示抵抗β-lactams包括青霉素阿莫西林/克拉维酸、头孢菌素、碳青霉烯和氨基糖甙类包括庆大霉素,等等。此外,这两个Abakpa et al。(2015)和Richter et al。(2020)报道了MDR的发生沙门氏菌种虫害与灌溉用水和新鲜农产品。从类包括β-lactams抗生素(阿莫西林/克拉维酸、头孢西丁、imipenem),头孢菌素头孢吡肟,tetracylines,和氨基糖甙类(庆大霉素)中其他组成部分的抗菌谱资料在尼日利亚和南非,分别。先前的研究已经报道,青霉素(特别是阿莫西林/克拉维酸)是最常用的抗生素在医院在尼日利亚和南非(Okoro et al ., 2019;阿拉Essack, 2022)。四环素抗性也明显在大量的环境细菌隔离从目前的审查。食品动物和过度使用的使用抗生素在临床的设置与传输和增加环境细菌耐药(Jones-Dias et al ., 2016)。随着各一个健康领域的多药耐药性细菌传播,爆发的ESBL和carbapenemase-producing细菌临床医生的严重挑战,增加发生的环境构成公共卫生问题。
的blaCTX−米ESBL耐药基因被发现在所有的研究,包括PCR分析在当前的审查。同样的,Muthupandian et al。(2018)报道,类和类D ESBLs从临床中常见的细菌在非洲,CTX-M-15基因是最普遍的。筛选耐碳青霉烯抗生素包括25(59.5%)来自七个不同国家的研究在当前的审查。抗Ambler Imipenem, B类特metallo-β-lactamases (Sawa et al ., 2020)是主要的抗生素包括在表型筛选,其次是meropenem,抵抗Ambler类" (Sawa et al ., 2020)。碳青霉烯抗生素被认为是引起的感染的抗生素治疗的杀手锏第三和第四代头孢菌素耐药和耐多药细菌(张文雄et al ., 2019))。从目前的审查结果相似,布隆et al。(2022)报道全球环境水库耐碳青霉烯的存在,表明污水处理厂废水是环境污染的主要来源。子集的研究,包括基因型分析在目前的审查,只有选定的研究(n= 9)耐碳青霉烯的基因筛查。KPC遗传决定因素从水样中标识隔离,而全球碳青霉烯遗传因素分离水和新鲜农产品的样本中,检测出。
类",其中包括KPC和电气,plasmid-encoded和经常在临床上重要的发现克雷伯氏菌种虫害和铜绿假单胞菌(Sawa et al ., 2020)。在当前评论,这些基因中大肠杆菌和k .肺炎隔离在南非在选定的研究。Perovic et al。(2016)报道,引入carbapenemase-producing Enterobacterales在南非是2011年分子最后确认。此外,环境的介绍后,快速的基因传播发生(Perovic et al ., 2016)。最近,拉吉卜et al。(2022)报道的基因环境carbapenmases从一个健康的角度在非洲。作者得出的结论是,最常见的"变化的NDM, OXA-48和VIM从临床报道,动物和环境样品。
B类"通常是在质粒编码,转座子、整合子,或染色体,包括IMP, VIM和NDM遗传因素(Sawa et al ., 2020),支持快速的基因传播跨不同的健康领域。有趣的是,研究在南非从当前审查只报道了VIM和IMP遗传决定因素的存在大肠杆菌隔离,而相同的遗传因素被报道k .肺炎在突尼斯,在类似的研究。此外,NDM碳青霉烯耐药基因检测土壤中k .肺炎隔离来自尼日利亚、水大肠杆菌从南非隔离和新鲜农产品k .肺炎从埃及隔离。结果从当前评论重申,临床上重要的抗生素耐药细菌不再局限于医院,支持(2017 c)发现全球研发战略应该包括细菌抗生素对更常见的社区活动。
类似于拉吉卜et al。(2022)从当前审查,结果表明,检测ESBL和carbapenemase-producing Enterobacterales在非洲是相对较低的只有9个国家从整个大陆环境AMR监测在当前评论。此外,只有六个国家的研究包括β-lactamase基因的PCR分析。然而,它必须重申,这些耐多药的关键优先病原体的低流行率并不代表低环境发生,而是有限的角色研究环境在AMR在非洲的传播。在选定的研究从当前审查,潜在耐药病原体在不同样本被检测出新鲜农产品建立连续介质。抗菌素耐药性基因的流动与迁移遗传元素和随后的潜在的这些基因跨物种,突显出至关重要的标准化方法,中低收入国家的要求以及实现,建立国际对比基准环境发生数据(Ikhimiukor et al ., 2022;Liguori说道et al ., 2022)。从食品安全的角度来看,AMR传播在食品供应链的知识,特别是在粮食作物通常生吃,风险是非常重要的沟通、干预和公共卫生(,2017 b)。
将WGS被报告为一个有前途的工具估计ARB的一个健康上下文(Aslam et al ., 2021)。在当前的审查,只有四个研究包括WGS分析(Adelowo et al ., 2020;Le梗et al ., 2020;Zekar et al ., 2020;Altayb et al ., 2022),分别在尼日利亚、阿尔及利亚和苏丹。另外,后续WGS分析研究作进一步鉴定分离之前被发现发表在南非(里希特et al ., 2021),然而,这项研究并没有包含在目前的荟萃分析,以避免重复孤立发生的信息。全基因组测序已成功被集成在高收入国家食品安全监测项目(布朗et al ., 2019)。跨越国界、平台如GenomeTrakr和PulseNet国际用于共享疫情调查数据,然而,仍有很长的路要走的能力属性零星的疾病特定食品类别(布朗et al ., 2019)。随着测序成本的降低和方法设计和解释宏基因组研究改善,WGS监测研究的使用,尤其是在基础设施和capacity-limited中低收入国家的要求,越来越成为一种可能性(Ikhimiukor et al ., 2022)。食品供应链的全球化需要一个完整的监测系统和食品安全平台共享分子数据的目的。的WGS分析表型AMR监测研究有助于了解AMR的遗传基础机制和区分隔离与表型相同的抗菌谱,除了毒力基因和单核苷酸多态性(SNP)分析通常用于食品安全监测和食源性疫情调查(布朗et al ., 2019;2020年,)。随后,AMR传播路径上的有价值的信息在所有领域。
5。结论
可用的数据发生耐多药Enterobacterales在环境设置在非洲强调需要改善监测和文档在全球建立连续体耐药基因的传播。这是临床上重要的细菌隔离被发现在各种水源和新鲜农产品。此外,这些人类致病性微生物存在阻力特征与常用抗生素在临床的设置以及畜牧业。从当前的审查可能获得的信息但是不应用来确定人类健康风险的程度在食用新鲜农产品ESBL-producing潜在的病原体。除了需要协调方法,一个健康AMR监测系统的成本效益,特别是在中低收入国家的要求,还应该考虑并进一步调查通知在非洲开发有效的和高效的系统。在比较研究结果进一步构成了挑战,作为标准化方法没有利用。尽管有限的环境AMR监测研究发现相比,AMR监测数据发表在人类和动物的健康,本文从water-plant-food显示包括至关重要的信息联系在食品安全监测项目AMR有关一个健康环境。这是进一步强调,可比指标监测粮食作物的AMR价值链是必要的。建立WGS作为一种监控工具AMR监测研究中除了表型数据将提供全面的信息告知针对AMR可比国家和国际行动计划。
数据可用性声明
最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料,进一步的调查可以针对相应的作者。
作者的贡献
LR ED, SD,路为概念化的研究做出了贡献。LR和执行数据提取。LR总结数据,准备所有数据,并进行统计分析。所有作者的手稿修改、读取、批准提交的版本。
确认
作者要感谢丽莎女士的支持莫雷从南非的生物统计学的农业研究理事会单位以及J博士Gokul通过统计分析支持。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
补充材料
本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2023.1106082/full补充材料
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关键词:多药耐药性(MDR)、ESBLs、环境AMR监测、食源性病原体,低和中等收入国家(LMICs),荟萃分析,Enterobacterales
引用:级L, Du Plessis) EM, Duvenage年代和Korsten L(2023)患病率extended-spectrumβ-lactamase在非洲生产Enterobacterales water-plant-food接口:一个荟萃分析(2010 - 2022)。前面。维持。食品系统。7:1106082。doi: 10.3389 / fsufs.2023.1106082
收到:2022年11月23日;接受:2023年3月06;
发表:2023年3月28日。
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