高通量微流体定量PCR系统用于在废水中同时检测抗生素耐药性基因以及细菌和病毒病原体

科学领域:

• 环境微生物学环境微生物学
• 分子流行病学分子流行病学
• 公共卫生 公共卫生

背景情况:

• 关于废水中的细菌和病毒性腹病原体的数据有限.
• 在废水中对抗生素耐药性基因 (ARG) 监测的培养独立方法尚未开发.
• 基于废水的流行病学 (WBE) 需要强大的方法来检测病原体和耐药性标志物.

研究的目的:

• 为了同时量化废水中的ARG,第1类整合子整合酶 (int1),细菌和病毒性腹病原体,16SrRNA和其他指标.
• 为了评估WBE的高通量定量PCR (HT-qPCR) 系统的性能.
• 评估废水中病原体和ARG的季节性流行情况.

主要方法:

• 在一年内,每月从日本一家污水处理厂收集废水样本.
• 核酸被提取,逆转录,并使用针对14个基因的HT-qPCR进行分析.
• 测试表明R2≥0.978的高性能和90.5%至117.7%之间的效率.

主要成果:

• 在56%的样本中检测到诺罗病毒基因组II (NoV-GII),冬季/春季流行率较高.
• 沙门氏菌 spp. 沙门氏菌 (67%) 和Campylobacter jejuni (36%) 也被检测到.
• 所有样本都对硫1,int1和blaCTX-M呈阳性; blaNDM-1在>83%的样本中被发现.
• 在16S rRNA,int1和blaCTX-M的丰度中观察到季节性变化.
• int1与blaCTX-M相关,但不是blaNDM-1,质疑其作为唯一阻力指标的作用.

结论:

• HT-qPCR系统有效地同时检测废水中的病原体和ARG,这对WBE至关重要.
• 观察到NoV-GII季节性,但病原体数据需要对细菌WBE进行验证.
• 诸如sul1,int1,blaCTX-M和blaNDM-1等关键ARG的广泛流行强调了持续监测的必要性.