從源頭為“舌尖上的安全”而戰(zhàn)
——記中國農業(yè)大學動物醫(yī)學院副教授王少林

□ 劉 江

專家簡介：王少林，中國農業(yè)大學動物醫(yī)學院副教授，目前主要從事藥理基因組、毒理基因組、微生物相關宏基因組和生物信息學方面的研究。2003年本科畢業(yè)于中國農業(yè)大學生物學院，2009年獲美國奧本大學農學院分子生物學專業(yè)博士學位。2009—2010年，任奧本大學水產系魚類分子生物學實驗室助理研究員；2010—2014年，任弗吉尼亞大學醫(yī)學院神經遺傳學和藥理基因組學實驗室研究員。發(fā)表SCI論文80余篇，以第一作者和通訊身份發(fā)表文章共20篇。受邀在國際動植物基因組會議(PAG)上做學術報告4次,目前擔任Frontiers in Microbiology和Frontiers in Livestock Genomics等雜志編委；主持國家重點研發(fā)計劃課題1項，參與國家自然科學基金項目5項。

2017年1月3日，習近平總書記對食品安全工作作出重要指示，民以食為天，加強食品安全工作，關系我國13億多人的身體健康和生命安全，必須抓得緊而又緊。有目共睹的是，這些年，黨和政府下了很大氣力狠抓食品安全，形勢不斷好轉，但存在的問題仍然不少。怎樣才能確保人民群眾“舌尖上的安全”，這是政府、社會所關心的問題，同時也是科學家們迫切要解決的問題。

追本溯源，只有找出“病因”，才能從根本上解決問題。這也正是王少林的科研初衷。多年來，王少林的研究工作主要集中在微生物和食品安全方面，他通過整合基因組技術和生物信息學技術應用于畜禽病原菌和食源性微生物方面的研究，構建了微生物和宏基因組分析平臺，不僅可以用于畜禽耐藥病原菌的鑒定、流行和傳播的監(jiān)控以及在動物源性食品生產和物流過程中的檢測，還可應用于食源性微生物致病菌疾病爆發(fā)的追蹤和溯源，以及益生菌的安全性評價。

尋根追源，從源頭解決問題

提到“超級細菌”恐怕會有很多人對之談虎色變。超級病菌是一種耐藥性細菌，幾乎對人類現(xiàn)有的所有抗菌藥物產生耐藥性，如果這種局面一旦失控，將導致不可想象的人畜健康問題與環(huán)境生態(tài)災難。而導致其出現(xiàn)的罪魁禍首，國際醫(yī)學界一致認為是“抗生素的不合理使用”。目前，擁有13億人口的中國，正是世界上抗生素使用量最大的國家之一。

一個不爭的事實是，由于抗菌藥物（天然的抗生素和人工合成抗菌藥物）在臨床上廣泛使用，耐藥性細菌不斷出現(xiàn)并且日趨嚴重。當前，濫用抗菌藥物及其產生的耐藥性已經成為全球性問題。抗菌藥物不僅應用于醫(yī)藥臨床，而且隨著抗菌藥物促生長作用的發(fā)現(xiàn)，在畜牧業(yè)和水產養(yǎng)殖業(yè)方面的應用也更加普遍。其作為動物飼料添加劑的使用量已經遠遠超過了在人的臨床治療上的應用。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，我國2007年的抗菌藥物總產量高達2.1萬噸，其中大約40%用于養(yǎng)殖生產，相當于美國的6倍多。抗菌藥物的不合理使用，不但促使了細菌耐藥性的形成和傳播，而且逐漸誘導產生了多重耐藥性細菌和一些超級細菌。

當前，碳青霉烯耐藥腸桿菌科細菌已成為臨床抗感染治療的難題。王少林所在的沈建忠院士團隊于2014年監(jiān)測發(fā)現(xiàn)我國部分地區(qū)動物源大腸桿菌等腸桿菌科細菌碳青霉烯類耐藥株的檢出率已超過20%；并于2017年在《自然—微生物》雜志上首次報道了耐碳青霉烯和黏菌素腸桿菌在肉雞的生產和物流環(huán)節(jié)（屠宰場—倉儲—運輸—超市）中廣泛存在。這種泛耐藥細菌傳播和擴散給養(yǎng)禽業(yè)的發(fā)展和公共衛(wèi)生帶來了潛在的威脅。

首都北京周邊的畜禽養(yǎng)殖場是為北京市民提供肉蛋奶產品的重要養(yǎng)殖基地，而養(yǎng)殖場如若大量使用抗生素，不僅會影響食品安全和公共健康，而且對生態(tài)也會造成很大破壞。王少林說，目前養(yǎng)殖環(huán)境中的耐碳青霉烯腸桿菌科細菌流行情況尚不明確，動物源性食品中的耐碳青霉烯腸桿菌科細菌極有可能是健康人群的一個重要來源。超市作為北京市動物源性食品最終銷售以及覆蓋人群最廣的場所，在耐碳青霉烯腸桿菌科細菌從動物到人的傳播過程中起的作用尚不清楚。也正是基于此，王少林決定研究北京周邊養(yǎng)殖場和超市耐碳青霉烯腸桿菌科細菌流行傳播規(guī)律，以期有效控制耐碳青霉烯腸桿菌科細菌在健康人群中的傳播，保證養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，這對北京市民的食品安全和公共健康有著重要意義。

項目研究過程中，王少林和團隊展開了一系列實戰(zhàn)工作，通過對畜禽養(yǎng)殖場和超市的動物源性食品樣品進行高通量宏基因組測序和生物信息學分析，獲得了養(yǎng)殖環(huán)境及超市動物源性食品中食源性病原菌碳青霉烯類耐藥基因的流行情況，包括基因的種類和豐度，闡明了碳青霉烯類耐藥基因在養(yǎng)殖環(huán)境和超市動物源性食品中的關聯(lián)性，解析耐藥基因的傳播和轉移機制。

除此之外，在國家重點研發(fā)計劃項目中，王少林和團隊成員還針對我國畜禽病原菌耐藥監(jiān)測技術薄弱現(xiàn)狀，研制出一批具有自主知識產權的能適用于不同層面、不同技術平臺和不同檢測規(guī)模的快速、高通量耐藥性檢測技術或產品，建立耐藥性監(jiān)測采樣方法標準、檢測判定標準和各類臨界值標準，構建畜禽病原菌耐藥性檢測和評價標準體系，為耐藥性監(jiān)測體系提供了技術支撐。

“研究的意義是應用到生產實踐”

2018年，王少林榮獲北京市科技新星，他坦言“我們這個專業(yè)其實應用性很強”。王少林對生物學一直有著濃厚的興趣，這其中也有家庭影響，其父母都是從醫(yī)者。

從事科研工作以來，王少林負責主持和參與了多項科研項目，其中包括國家自然科學基金5項，并取得了一系列突出成績——

利用高性能計算機、多種生物信息學軟件和微生物基因組數(shù)據(jù)庫建立了首個畜禽病原和食源性微生物的高通量全基因組分型和毒力及耐藥基因分析平臺，該平臺能夠快速地鑒定畜禽病原微生物和食源性微生物，并對其攜帶的相關毒力基因和耐藥基因進行確證和分析，與傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)鑒定方法相比，提高了檢測的效率和準確性。分析平臺還可以用于食源性微生物致病菌疾病爆發(fā)的追蹤和溯源，通過全基因組分型技術對爆發(fā)食源性疾病的食品、物流和人群來源的病原菌進行分析，找出不同來源的食源性病原菌之間的相關性。

通過流行病學調查對中國部分地區(qū)的養(yǎng)殖場、屠宰場和超市進行了抽樣調查，利用畜禽病原微生物高通量全基因組分析平臺，發(fā)現(xiàn)在中國家禽生產流程中普遍存在能讓細菌對碳青霉烯和粘菌素產生耐藥性的基因blaNDM和mcr-1。且明確飼料中使用的粘菌素與孵化場中高水平的mcr-1相關，首次解析了耐藥基因在養(yǎng)殖環(huán)境中的傳播路徑。

通過對市場上的醫(yī)用和獸用益生菌產品采樣分析，分離到的多個芽孢桿菌菌株，利用食源性微生物高通量全基因組分析平臺，發(fā)現(xiàn)目前市場上使用的益生菌產品的菌株存在安全風險問題。這些菌株不僅普遍攜帶多種耐藥基因，而且部分菌株攜帶毒素基因。

首次對畜禽養(yǎng)殖環(huán)境中的耐藥基因和重金屬抗性基因進行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了奶牛養(yǎng)殖中主要流行的耐藥基因和轉移元件，以及奶牛養(yǎng)殖規(guī)模和耐藥基因的豐度呈現(xiàn)顯著的正相關關系。建立從環(huán)境樣品中進行碳青霉烯類耐藥基因快速高通量檢測方法，另外對山東、浙江、廣東的多個雞場和豬場環(huán)境樣品進行了檢測，發(fā)現(xiàn)耐藥基因在雞場養(yǎng)殖環(huán)境中的分布特征以及季節(jié)變化規(guī)律。

“我們希望形成一些技術和產品，把我們的研究應用到生產實踐當中，從源頭做一些產品的監(jiān)控?！蓖跎倭直硎?，“近些年，國家、政府和科研人員已經下了很大工夫做了很多努力，但食品安全問題的解決需要一定過程，并不是一蹴而就的?！薄笆濉睍r期是全面建成小康社會的決勝階段，也是全面建立嚴密高效、社會共治食品安全治理體系的關鍵時期。隨著《“十三五”國家食品安全規(guī)劃》的出臺，食品安全也有了更多保障，在確保人民群眾“舌尖上的安全”的道路上，王少林也在盡力貢獻著自己的一份力量！