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细菌耐药性因抗生素在农业生产、畜禽养殖和临床医学中的过度使用更加严重,已被认为是全球主要公共卫生问题之一。作为耐药基因的“储存库”,肠道菌群组成与人体营养代谢、免疫和疾病等息息相关。耐药菌通过食物链不可避免地进入人体,同时人体内残留的抗生素或其他环境污染物,不仅能引起肠道菌群紊乱和失调,还会促进耐药细菌和耐药基因的转移和传播,对人体健康造成潜在威胁。但外源耐药菌及在不同肠道环境胁迫下进入人体肠道的定殖过程和传播扩散机制以及对肠道菌群耐药性和致病性的影响尚不清楚。因此,本研究通过搭建人体肠道微生物生态系统模拟器(simulator of the human intestinal microbial ecosystem,SHIME),利用荧光定量PCR技术和激光共聚焦显微镜动态追踪外源耐药菌及在低浓度恩诺沙星胁迫下在人体肠道中的定殖规律,基于宏基因组测序系统地分析外源菌对肠道菌群组成和菌群耐药性及致病性的影响。针对食源性耐药菌在人体肠道中的定殖及携带质粒的水平转移进行研究,结果表明,低浓度恩诺沙星暴露促进耐药菌在肠道定殖的同时也会促进耐药质粒的水平转移。外源菌标记基因(mCherry)丰度在三段结肠中下降约4.08-4.83个对数单位。在低浓度恩诺沙星胁迫时,基因丰度下降约3.53-4.41个对数单位,说明低浓度恩诺沙星暴露会促进外源耐药菌在肠道中的定殖。在恩诺沙星暴露时期,三段结肠中质粒标记基因(gfp)丰度下降趋势变缓,同时质粒标记基因与外源菌标记基因比值(gfp/mCherry)上升趋势加快,说明低浓度恩诺沙星会促进质粒在菌群中进行水平转移。同时在外源菌到达升结肠的4小时后,观察到了绿色荧光细菌,说明质粒可快速通过水平转移传播到其他肠道细菌中。针对食源性耐药菌对肠道菌群结构和功能的影响进行研究,结果表明,耐药菌通过食物链进入人体肠道会破坏肠道菌群平衡,导致条件致病菌丰度增加。耐药菌及在以低浓度恩诺沙星作为环境选择性压力,进行长时间暴露均会导致肠道菌群的群落结构发生改变,使F/B(厚壁菌门/拟杆菌门)值显著增加(P<0.05),Shannon指数显著降低。耐药菌暴露导致了条件致病菌嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)的丰度从3.64%增加到19.66%,成为优势菌种。经粪菌移植治疗恢复后,菌群结构几乎恢复到初始环境的水平。在低浓度恩诺沙星胁迫时,细绳形巨单胞菌(Megamonas funiformis)的丰度从7.03%增加到26.40%,成为优势菌种,但粪菌移植并不能使菌群结构恢复至初始状态。肠道菌群主要的功能通路为代谢(Metabolism)通路,主要的碳水化合物酶为糖苷水解酶。基于宏基因组测序,研究食源性耐药菌对肠道菌群耐药性和致病性的影响,结果表明,耐药菌会导致肠道菌群中耐药基因的增加。外源耐药菌暴露后,耐药基因数目变化最大,从9294-9841增加到13649-14267个,增加约31.56%,主要促进耐药基因msbA、PmrF、mdtC和mdtB丰度增加。低浓度恩诺沙星作为环境选择性压力时主要促进耐药基因kdpE和emrA丰度增加。注释到的222种耐药基因,分属22种抗生素类型。其中,抗生素外排泵耐药机制最多共有93个,占比41.9%。在种水平具有水平转移能力的耐药基因宿主有19个被注释为致病菌,严重威胁人体健康,给临床治疗带来极大的挑战。本研究通过搭建SHIME系统,基于荧光定量PCR技术和宏基因组测序技术阐明食源耐药性条件致病菌污染食品对肠道菌群组成、耐药基因和毒力因子的影响和作用机制。研究结果有助于揭示食源性耐药菌进入人体肠道后的定殖规律和传播机制,全面评估耐药菌污染食品的潜在健康风险,为食品环境中耐药菌和耐药基因的风险防控提供理论依据。