我國動物源細菌耐藥性數據庫的建立與應用

宋立，范學政，張純萍，商軍，岳秀英，李欣南，曲志娜，吳荔琴，吳惠明，寧宜寶

(1.中國獸醫藥品監察所，北京 100081; 2.上海市獸藥飼料檢測所，上海 200237；3.四川省獸藥監察所，成都 601041；4.遼寧省獸藥飼料畜產品質量安全檢測中心，沈陽 110016；5.中國動物衛生與流行病學中心，山東青島 266032；6.廣東省獸藥飼料質量檢測所，廣州 510000；7.北京市動物疫病預防控制中心，北京 102609)

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細菌耐藥性；數據庫；建立

我國動物源細菌耐藥性數據庫的建立與應用

宋立1，范學政1，張純萍1，商軍2，岳秀英3，李欣南4，曲志娜5，吳荔琴6，吳惠明7，寧宜寶1

(1.中國獸醫藥品監察所，北京 100081; 2.上海市獸藥飼料檢測所，上海 200237；3.四川省獸藥監察所，成都 601041；4.遼寧省獸藥飼料畜產品質量安全檢測中心，沈陽 110016；5.中國動物衛生與流行病學中心，山東青島 266032；6.廣東省獸藥飼料質量檢測所，廣州 510000；7.北京市動物疫病預防控制中心，北京 102609)

為加強全國動物源細菌耐藥性監測數據統一管理，實時掌握我國動物源細菌耐藥性的流行動態，中國獸醫藥品監察所聯合多家國內細菌耐藥性監測單位，開發了我國的動物源細菌耐藥性監測數據庫。該數據庫為B/S架構，全國不同地區動物源細菌耐藥性監測實驗室均可通過網頁瀏覽器連接服務器，實現了監測數據即時儲存、統計分析和上報，為我國獸醫臨床細菌耐藥性監測提供了重要的技術支持。

細菌一旦產生耐藥性，就意味著抗生素失去了對動物的細菌感染性疾病應有的治療效果或作用，嚴重影響畜禽健康和養殖業的經濟效益。耐藥性病原菌和耐藥基因還會污染環境，直接或間接傳遞給人類或病原菌，引起人類疾病。因此，動物源細菌耐藥性已成為當前危害我國畜牧業發展和公共衛生安全的一個棘手問題[1]。

之前，我國獸醫臨床的耐藥性統計分析主要靠人工統計，對耐藥性各項指標(細菌的分離率、耐藥率、多重耐藥率、耐藥譜、耐藥基因、MIC)的分析，由于沒有專門的分析軟件，只能靠office excel辦公軟件及人工計算。統計操作繁瑣，通常要花費大量時間和大人力物力，最后才能匯總上報。有時候可能因數據過多還會出現錯誤。特別是不同年代細菌的耐藥性分析，如果沒有數據庫儲藏大量歷史數據，就不可能做到。

鑒于以上原因，建立動物源細菌耐藥性數據庫就顯得非常必要。經過多年探索，中國獸醫藥品監察所牽頭建立我國動物源細菌耐藥性數據庫，以便實時上報監測動態，儲存歷史數據，實現數據分析同步化、標準化、系統化、準確化。同時也為管理部門能夠及時了解到動物耐藥性動態，制定正確的用藥措施提供便利。

1 動物源細菌耐藥性數據庫的設計原則

該數據庫的設計是利用B/S體系構架，通過互聯網，實時傳送耐藥性監測數據，利用數據庫綜合分析功能提高細菌耐藥性監測工作效率，對動物源細菌的耐藥性各項指標(細菌的分離率、耐藥率、多重耐藥率、耐藥譜、耐藥基因、MIC分布等)能進行快速、準確的判斷，達到對細菌耐藥性進行實時、有效的監測。從而準確、及時的提供細菌耐藥模式，指導臨床用藥，在一定程度上緩解抗生素濫用和藥物殘留現狀，提高藥物治療效果，并對環境安全和人類公共衛生均有一定的幫助。

2 動物源細菌耐藥性數據庫系統管理方式

該數據庫通過設置管理員和用戶組的不同權限進行管理。中國獸醫藥品監察所為最高管理員和技術依托單位，獲得授權的監測實驗室先登錄中國獸藥網網站(www.ivdc.org.cn)，點擊耐藥性監測，通過用戶名和密碼登錄動物源細菌耐藥性數據庫。目前,獲得授權的單位用戶包括遼寧省獸藥飼料畜產品質量安全檢測中心、上海市獸藥飼料檢測所、四川省獸藥監察所、中國動物衛生與流行病學中心、河南省獸藥飼料監察所、湖南省獸藥飼料監察所、陜西省獸藥檢測所、廣東省獸藥飼料質量檢測所、中國農業大學等。具有耐藥性監測能力的實驗室或單位如有需要，均可申請加入。

系統日志主要提供所有用戶對動物源細菌耐藥性監測數據庫系統的操作記錄。日志中具體統計到操作者的用戶名、操作類型、操作模塊、操作時間、操作IP，及詳細操作內容，保證只有授權用戶才可以訪問，進一步提高系統的安全防護。

3 動物源細菌耐藥性數據庫的模塊構成

數據庫共分為3個模塊：數據中心、數據錄入、分析與展示模塊(圖1)。數據中心的主要功能是各種系統條件、試驗方法和判斷標準的管理，是數據庫的中樞，因此，數據中心的參數必須是標準的、國家或國際認可的。各項指標的分析必須根據數據中心的標準進行分析判斷而得出。該中心由技術管理部門進行管理和維護，不支持其他錄入端口對其修改。數據錄入模塊的主要功能是耐藥性監測中各種實驗數據的錄入，包括動物種類、養殖場抗菌藥使用情況、養殖規模、細菌分離情況、細菌血清型、耐藥性檢測結果等。全國各地耐藥性監測實驗室用戶可憑用戶名和密碼，通過該模塊的端口將實驗數據錄入數據庫。分析與展示模塊的主要功能是展示耐藥性監測的各種數據和比較數據，也就是將錄入的檢測數據(血清型、耐藥性等)按照數據中心的標準指標進行判斷，得出判斷結果，展示出細菌分離率、血清型分布、耐藥率、耐藥譜、耐藥基因、多重耐藥率、MIC分布等各項指標以及不同年代、不同地區、不同細菌、不同血清型、不同省份或不同養殖場之間的各項指標的比較。

圖1 數據庫的模塊和功能

3.1 數據中心的設置 樣品來源管理：設置了監測工作中常規的食品動物豬、雞、鴨、牛、羊等，考慮到大城市寵物行業的發展，增設了常見寵物狗、貓，以供從事寵物行業人員參考應用。動物采樣部位管理：設置了耐藥性檢測常規采樣部位:糞便、消化道、呼吸道、泌尿生殖道、肝、膽、淋巴結、關節、皮膚、泄殖腔拭子、肛門拭子及牛奶等。試驗方法、藥物分類標準、細菌分類、質控菌株及藥敏實驗結果判斷標準是本數據庫的核心。參考動物源細菌抗菌藥敏感性試驗執行標準(第三版)和抗菌藥敏感性試驗執行標準(第十八版)，該標準已被美國臨床實驗室標準化協會(CLSI)所批準[2-3]，為國際公認。藥物一共分為16類47種，細菌分為13類21種，藥敏實驗方法設置為紙片擴散法和微量肉湯稀釋法。地區分類管理：從不同角度對我國地區進行劃分，以便進行不同地區、不同省市和不同養殖場之間細菌耐藥情況比較。參考中華人民共和國行政區劃份，將中國分為東北、華北、華東、中南、西南、西北六大地區。按省市劃分又可分為23個省4個直轄市和5個自治區。在系統條件設置方面，設定了建議停用藥物的耐藥率數值和推薦使用的耐藥率的數值。以便在分析指導獸醫臨床用藥。

3.2 數據庫的數據錄入 養殖場錄入：須選擇養殖場所在的省、市、縣，然后再錄入養殖場的名稱，以便采樣表錄入時選擇。采樣表錄入：錄入規則為一個采樣表只能錄入分離到的一種細菌并選擇一種藥敏實驗方法，如果某樣品分離到另外一種細菌需另建采樣表。采樣表錄入的項目有：采樣人、采樣日期、采樣地、養殖場、樣品來源、動物健康狀況、動物生長期、采樣部位、樣品數量、實驗方法、細菌名稱、測試用藥、飼料添加用藥、治療用藥、細菌的保存狀態等。自動生成菌株編號。以上項目的錄入是數據庫綜合分析功能的基礎。藥敏實驗數據和血清型數據錄入：可分別進入對應模塊錄入數據，也可將表格導出，添入相應試驗數據，然后再導入。其中，在藥敏實驗結果錄入完畢并保存后，系統會自動判斷實驗結果(耐藥、中介、敏感)。該結果是數據庫分析耐藥性各項指標所需數據的來源。

數據上報和審核，設置了上報數據和對上報結果審核功能，在數據上報之后由本實驗室負責人進行審核。審核的時候可以預覽上報數據，對不合的實驗結果可以令其修改后再次提交。審核通過后，結果直接到達數據中心管理部門，該數據是數據庫對各項指標進行分析的基礎。

3.3 數據庫分析與展示 通過對數據的錄入、上報、及審核，使數據庫有了分析的基礎。各監測實驗室管理員通過使用用戶名登錄，對自己所審核過的數據進行分析。中國獸醫藥品監察所作為數據庫的依托單位，負責總體數據管理，可以查看上報審核過的分析數據，也能夠查看分析全國范圍內的上報數據，以便及時了解我國不同地區動物源細菌耐藥情況，將基礎數據提供給上級管理部門，對各項方針政策的制定用作參考。

總體來說，數據分析功能滿足動物源細菌耐藥性各項指標分析的要求，包括細菌的分離率分析、血清型分布分析、耐藥率分析、耐藥譜、耐藥基因分析、多重耐藥率分析、MIC分布情況、數據溯源、用藥提示等九大功能。在分析上述數據的同時，實現了檢測結果可用excel文檔導入、分析結果以電子表格形式導出的功能，并且在分離率分析、耐藥率分析、多重耐藥率分析、血清型分布分析等四項分析結果還可以預覽到其直方圖，這使結果之間的比較顯得更加直觀。

其中細菌分離率分析包括：不同動物、不同養殖場、不同地區、不同年代、不同年份、不同血清型的各種細菌分離率分析。血清型分布分析包括：不同動物、不同養殖場、不同地區、不同年代、不同年份的各種細菌的血清型分布分析。耐藥率分析包括：不同動物、不同養殖場、不同血清型、不同地區、不同年代、不同年份、不同月份的各種細菌對受試藥物的耐藥率分析。耐藥譜分析包括：不同動物、不同養殖場、不同血清型、不同地區、不同年代、不同年份、不同月份各種細菌的耐藥譜分析。耐藥基因分析包括：不同動物、不同養殖場、不同地區、不同年代、不同年份、不同月份各種細菌的各種耐藥基因攜帶情況分析。多重耐藥率的分析包括：不同動物、不同養殖場、不同血清型、不同地區、不同年代、不同年份、不同月份各種細菌的多重耐藥率分析。MIC分布包括：不同動物、不同養殖場、不同血清型、不同地區、不同年代、不同年份、不同月份各種細菌對不同藥物的MIC分布分析。

數據溯源實現了可根據樣品編號、菌株編號、血清型、細菌、地區、養殖場、時間其中任一條件進行數據查找細菌的來源的功能。用藥提示實現了指導用藥功能，可以準確、及時地指導養殖戶正確用藥，使抗生素的濫用現象有所緩解，并減少了由于抗生素濫用所造成的藥物殘留、交叉耐藥等問題。

以上內容具體闡述了數據庫的發明內容及達到的效果。為了更直觀地了解該數據庫及其功能，將上述部分內容附圖表說明(表1、圖2、圖3、表2)。

表1 耐藥率分析結果導出電子表 %

%

4 動物源細菌耐藥性數據庫實施方式

各監測實驗室先登錄動物源細菌耐藥性數據庫。然后再點擊進入“數據錄入”，依次錄入養殖場、采樣表、細菌的血清型,導入藥敏試驗結果，接著再點擊“上報采樣表”、“審核藥敏試驗結果”，審核藥敏試驗結果可有監測實驗室安排專人審核。如果通過審核，則該數據就能做為數據分析的來源；如果沒有通過審核，則返回采樣表上報模塊，修改不正確數據直到通過審核。在數據分析模塊，分別點擊不同的功能按扭，然后輸入一定的查詢條件后點擊“開始分析”，則系統可分別得出分離率分析、血清型分布分析、耐藥率分析、耐藥譜、耐藥基因分析、多重耐藥率分析、MIC分布分析、數據溯源、用藥提示等分析結果。在結果頁面再點擊“導出”會展示出分析結果的office excel文檔。點擊“預覽直方圖”則會展示出對應的直方圖(圖4)。

圖4 數據庫實施方式示意圖

5 數據庫的應用

2008年以來，監測單位共收集85300份樣品，這些樣品來自全國10個省市、32個縣市，共260個養殖場。分離到大腸桿菌18260株，沙門氏菌2939株，金黃色葡萄球菌1782株，彎曲桿菌387株，腸球菌2546株。將這些細菌進行耐藥性檢測，結果全部錄入數據庫，獲得寶貴的調查數據，基本反映了我國畜禽耐藥性現狀，實現了實時上報監測動態，同時儲存不同年代的歷史數據，達到了數據分析同步化、標準化、系統化、準確化。總體分析認為，耐藥性指示菌大腸桿菌和腸球菌耐藥性較嚴重，大腸桿菌對獸醫臨床常規藥物氨芐西林、四環素類、磺胺類等多種藥物的耐藥率均大于80.0%；腸球菌對四環素類，大環內酯類，和林可胺類耐藥率均大于85%，對β-內酰胺類、氨基糖苷類、酰胺醇類、喹諾酮類和利福平耐藥率介于40%～65%。其他三種人畜共患病原菌的耐藥程度均低于指示菌，特別是沙門氏菌的耐藥性最低，對多數受試藥物的耐藥率均低于20%。

對歷年監測結果綜合分析表明，我國不同年代的細菌分離株對抗菌藥物的耐藥性存在顯著差異、耐藥性的產生與藥物的使用直接相關、不同種類的細菌對抗菌藥物的耐藥性不同、不同地區分離的細菌對抗菌藥物的耐藥性不同、不同動物體內的細菌分離株對抗生素的耐藥性不同、多重耐藥現象日趨嚴重。針對我國動物飼養水平低、疾病多、抗菌藥物的濫用等現狀，建議國家加強動物用藥的科學管理、規范用藥，加強動物源細菌耐藥性監測，加強動物專用新獸藥研究，加強細菌耐藥機理的研究等。

6 討論與展望

早在20世紀90年代中期，發達國家包括歐洲和美國等就意識到細菌耐藥性問題的嚴重性，成立了國家耐藥性監測系統(歐洲：http://www.eurosurveillance.org，美國：http://www.ars.usda.gov/Main)。WHO、丹麥獸醫實驗室(DVL)和美國CDC于2001年1月共同組建的世界衛生組織全球沙門氏菌監測網(WHO GSS)，對沙門氏菌、志賀氏菌等人類病原菌進行流行病學追蹤和耐藥性監測(http://www.who.int/gfn/en/)。亞洲耐藥致病菌監測網絡(ANSORP)于1999年成立，有13個國家和地區的醫院或實驗室參加，其中包括我國的北京兒童醫院和上海市兒童醫院[4]。通過監測細菌耐藥性，掌握動物源細菌耐藥性的流行動態，才能為決策部門提供基礎數據，規范抗菌藥的使用，控制細菌耐藥性。目前國際上，包括我國人醫耐藥性監測數據統計，主要使用世界衛生組織開發的WHONET軟件系統(http://www.who.int/medicines)，能將各實驗室的監測數據在軟件中形成統一的編碼和格式，使中心機構能夠做系統分析，幫助地方進行細菌耐藥性監測和管理，整合其他協作國家和全球耐藥性監測系統的文件[5]。盡管該數據庫具備強大數理統計功能，但還沒有完善的中文版本，分析功能也尚待逐漸完善。

動物源細菌耐藥性數據庫及其綜合分析功能的建立，使細菌耐藥性監測工作有了突破性的進展，極大地提高工作效率。它可以準確、及時的分析細菌耐藥性監測工作的各項指標，能給工作人員提供準確的分析結果。在指導養殖戶合理使用抗生素、減少抗生素在食用動物中的濫用和誤用方面有重要作用。如果能實現醫源細菌耐藥性數據和動物源細菌耐藥性數據共享，將有效促進食品安全問題及公共衛生問題的解決，為管理部門能夠及時了解到動物耐藥性動態，制定正確的用藥措施提供便利。

[1] 寧宜寶, 宋 立, 張純萍, 等. 我國動物源細菌耐藥狀況、存在問題和對策[J]. 中國獸藥雜志, 2012, 46(8): 50-53, 61.

[2] Clinnical and Laboratory Standards Institute. Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animal; approved standard[S]. Third Edition, M31-A3, 2008.

[3] Clinnical and Laboratory Standards Institute. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing[S]. Eighteenth Informational Supplement, M100-S18, 2008.

[4] 楊永弘. 合理使用抗生素 控制耐藥細菌[J]. 中華兒科雜志, 1999, (12): 6-7.

[5] Stelling J M, O'Brien T F. Surveillance of antimicrobial resistance: the WHONET program[J]. Clin Infect Dis, 1997, (Suppl 1): S157-168.

(編 輯：李文平)

Development and Application of National Antimicrobial Resistance Database of Bacterium from Animal Origin

SONG Li1, FAN Xue-zheng1, ZHANG Chun-ping1, SHANG Jun2, YUE Xiu-ying3, LI Xin-nan4,QU Zhi-na5, WU Li-Qin6, WU Hui-Ming7, NING Yi-bao1

(1.ChinaInstituteofVeterinaryDrugControl,Beijing100081,China; 2.ShanghaiMunicipalInspectionInstituteforVeterinaryDrugsandFeedstuffs,Shanghai200237,China; 3.SichuanProvinceInstituteofVeterinaryDrugControl,Chengdu610041,China;4.LiaoningProvinceAnimalFeedQualityandSafetyofVeterinaryTestingCenters,Shenyang110016,China; 5.ChinaAnimalHealthandEpidemiologyCenter,Qingdao，Shandong266032,China; 6.GuangdongInstituteforVeterinaryDrugsandFeedstuffscontrol,Guangzhou510000,China; 7.BeijingAnimalDiseaseControlCenter，Beijing102629，China)

In order to achieve systematically management of surveillance data of antimicrobial resistance of bacterium from animal origin, monitor its epidemic status in time, a database used for china antimicrobial resistance of bacterium from animal origin was developed. The database was based on B/S framework and surveillance data were uploaded by surveillance labs distributed in different regions of China through internet sever. The database made the surveillance work convenient and standard such as mass data storage, statistical analysis and report to administrative department and became an important technological support.

antimicrobial resistance of bacterium; database; development

農業部“948”計劃項目(2014-G14)

宋立，研究員，從事細菌耐藥性監測與研究。

寧宜寶。E-mail: ningyibao@ivdc.org.cn

2015-05-27

A

1002-1280 (2015) 08-0064-06

S851.66