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[转载]河南农业大学王亚楠联合复旦大学附属闵行医院陈明亮等在Nature旗下Commun Med发表非伤寒沙门菌耐药与基因组学新

已有 192 次阅读 2025-6-13 12:28 |个人分类:数据库|系统分类:观点评述|文章来源:转载

6月12日,河南农业大学王亚楠教授联合复旦大学附属闵行医院陈明亮教授、上海市疾病预防控制中心许学斌教授在Nature旗下期刊Communications Medicine》(中国科学院2区 IF 5.4)发表题为“Genomic insights into antibiotic-resistant non-typhoidal Salmonella isolates from outpatients in Minhang District in Shanghai的研究论文。该研究通过对20122021年收集的458株沙门菌进行耐药表型和基因组学分析,解析了闵行地区社区获得性感染沙门菌耐药和基因组特征,SNP分析提示疑似暴发事件中存在基因组关联证据,首次在暴发菌株中检测到鼠伤寒粗糙型新变体,且均携带三代头孢菌素耐药基因。

沙门菌是重要的食源性病原菌,耐药性日益严峻,2017年和2024年两次被世界卫生组织列入对人类健康造成威胁的细菌类重点病原体清单。然而,临床治疗沙门菌感染常用的抗生素药物(三代头孢菌素和氟喹诺酮类)的有效性正受到抗生素耐药性的威胁。前期,河南农业大学王亚楠教授与中国科学院微生物研究所朱宝利研究员、高福院士和上海市疾病预防控制中心许学斌教授等团队合作构建了综合性的沙门菌株库,系统揭示了我国近20 年沙门菌30种优势血清型及耐药性时空演变规律(相关研究入选高被引论文2024年National Science Review最佳论文奖)。进一步构建了综合性、开源的中国沙门菌基因组数据库https://nmdc.cn/clsgdbv2),所构建的数据库已被全球访问和使用~17万次,在绘制耐药和可移动遗传元件谱的同时,证实气候、社会和经济等因素与中国沙门菌耐药性水平的发展呈显著正相关。5月17日,王亚楠教授与高福院士团队通过对来自全球六大洲148个国家/地区约47万个沙门菌基因组数据进行分析,构建了沙门菌基因组大数据目录,首次绘制了全球高分辨率的沙门菌基因组遗传图谱,揭示了百年耐药演变趋势、耐药驱动因素和耐药高风险地区,为监测与溯源全球沙门菌的多重耐药克隆演化提供高质量的资源数据集群。该研究结果是中国沙门菌基因组数据库王亚楠教授与复旦大学附属闵行医院陈明亮教授的又一合作产出,前期联合研究解密了中国166家医院废水病原菌携带抗生素耐药基因和质粒组景观图谱及遗传多样性,评估了耐药病原菌的传播风险。

上海是一个国际化城市,人口密度高,跨国/境贸易和旅行多,而上海市人源沙门菌耐药及基因组流行病学的研究尚有不足,该研究对2012-2021年上海闵行地区门诊来源的458株沙门菌进行研究。共检出40个血清型和53个序列型,2013年分离到的2株蒙得维的亚沙门菌属于新序列型ST10844,系首次在上海闵行区分离检出蒙得维的亚沙门菌ST10844

1 458沙门菌耐药

研究表明,沙门菌耐药谱在不同时期和血清型存在差异。总体上看,一线药物β内酰胺类和氟喹诺酮类抗生素耐药率较高,β内酰胺类和氟喹诺酮类耐药率随时间呈现上升趋势(图1)。在6种优势血清型中,肠炎沙门菌对氟喹诺酮类药物表现出高耐药率。

2 MDR沙门菌分布特征

多重耐药(MDR)沙门菌的出现往往限制了临床治疗方案的选择,本研究中58.95%沙门菌为MDR菌株,鼠伤寒单相变种沙门菌均为MDRMDR呈现出明显上升趋势,从34.07%上升至76.19%(图2)。

耐药基因在不同时期演变特征和血清型分布差异

共检测到61种耐药基因,一些耐药基因呈现明显的变迁,如APH(3'')-IbAPH(6)-IdblaTEM-1sul2tet(A)gyrA p.D87Y检出率呈现增加趋势(图3)。不同血清型中的耐药基因检出率存在差异,如blaCTX-M-55sul2tet(B)鼠伤寒单相变种中更常见qnrS1在汤卜逊沙门菌中更常见。

耐药基因、质粒与可移动遗传元件共现网络

此外,基于耐药基因与质粒以及可移动遗传元件共现网络分析,发现质粒IncHI2/2AIncFIB(S)Col4401Col(pHAD28)以及插入序列IS26与多种耐药基因存在显著的正相关(图4),提示这些可移动遗传元件在耐药基因的水平转移过程中发挥重要作用。

5 SNP分析肠炎沙门菌与鼠伤寒沙门菌基因组

最后,通过SNP分析10年收集的沙门菌基因组,从由鼠伤寒沙门菌和肠道沙门菌引起26次疑似暴发事件中找到基因组水平的关联证据(图5)。检测到19株鼠伤寒沙门菌粗糙型新变异体,均为ST34耐药克隆,携带相同的质粒复制子,携带三代头孢耐药基因blaCTX-M-55blaCTX-M-14,其中引起暴发的7株粗糙型新变体均携带blaCTX-M-14

总之,本研究基于2012-2021年收集的458株沙门菌,共检出40个血清型和53个序列型,通过耐药表型和基因组学分析,解析了上海市闵行地区门诊腹泻患者沙门菌基因组的遗传多样性及耐药特征。2013年分离到的2株蒙得维的亚沙门菌属于新发现的序列型ST10844,该研究是首次报道蒙得维的亚沙门菌ST10844在中国上海闵行区分离检出。该研究结果有助于决策者采取有效的干预措施,对以临床为导向的传播机制探索提供重要理论基础。

河南农业大学动物医学院(国家动物免疫学国际联合研究中心)王亚楠教授(河南农业大学拔尖人才、特聘教授)、复旦大学附属闵行医院陈明亮教授和上海市疾病预防控制中心许学斌教授为论文共同通讯作者。复旦大学附属闵行医院主管技师吕攀攀和河南农业大学2023级硕士生裴宇航为论文共同第一作者。本研究得到了国家重点研发计划(2023YFC2307101)、国自然基金(8227238182472322)、河南农业大学高层次拔尖人才(30501278)、上海市闵行区优秀青年医技人才和药学人才(mwyjyx08)、河南省科技联合基金青年科学家(235200810058)等项目资助。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s43856-025-00950-3



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