中国深圳城区健康人群肠道内携带tet(X4)阳性的多重耐药大肠杆菌的定植研究

本研究首次在深圳城区健康人群肠道中发现携带tet(X4)基因的多重耐药大肠杆菌（MDR E. coli）的定植现象，揭示出社区肠道微生物组作为最后防线抗生素（如替加环素）耐药性传播的潜在储库。通过全基因组测序（WGS）和系统发育分析，证实这些菌株与全球分布的临床及动物源分离株高度同源，凸显出“One Health”视角下抗菌药物耐药性（AMR）社区监测与干预的紧迫性。

　　

背景

替加环素（Tigecycline）作为甘氨酰环素类抗生素，通过结合细菌30S核糖体亚单位抑制蛋白质合成，因其能规避传统四环素耐药机制，已成为治疗多重耐药（MDR）革兰阴性菌感染的最后一道防线。然而，tet(X)家族基因——尤其是质粒介导的tet(X4)——所介导的高水平替加环素耐药性近年快速扩散，对全球公共卫生构成严峻威胁。tet(X4)基因编码黄素依赖单加氧酶，可通过酶促降解方式使替加环素失活。该基因最初从中国猪源大肠杆菌中被发现，目前已在临床、农业、食品及环境等多种来源的菌株中检出，但在健康人群尤其是社区环境中的携带状况仍知之甚少。

研究方法

研究团队于2022年10月从深圳市三个城市社区的245名健康成年人中采集粪便样本。所有参与者均无急性感染症状、近三个月无住院或抗生素使用史。样本经LB肉汤增菌后，接种于含2 mg/L替加环素的MacConkey琼脂平板，筛选耐药菌株。疑似菌落经VITEK-2系统鉴定为大肠杆菌，并通过PCR及Sanger测序确认tet(X)基因。对阳性分离株进行抗菌药物敏感性试验（AST）、接合实验、全基因组测序（WGS）、质粒分析以及系统发育学分析。

主要结果

替加环素耐药肠杆菌的检出率为1.6%（4/245），所有阳性菌株均携带tet(X4)基因，且表型为多重耐药。它们对氨苄西林、链霉素、四环素和氯霉素均耐药，但对头孢噻肟、美罗培南、庆大霉素、阿米卡星、喹诺酮类、粘菌素和磷霉素仍敏感。

全基因组测序显示，tet(X4)基因位于两种类型的质粒上：一株为IncY型质粒（106,177 bp），另三株为IncFIA8–IncHI1/ST17杂交型质粒（190–201 kb）。这些质粒均携带多个其他耐药基因，如bla_TEM-1B、aadA型基因、floR、sul2、sul3及dfrA12等。

值得注意的是，三个IncFIA–IncHI1/ST17质粒中，tet(X4)位于一个12,536 bp的高度保守区域，其结构为IS1–catD–tet(X4)–ISCR2–ΔISCR2–floR–ΔISCR2，与最早报道的猪源质粒p47EC核心区域高度相似，但也存在ISCR2元件的替换和floR位置的变异，反映出该区域的可塑性和演化潜力。

接合实验未获得转接合子，提示这些质粒可能为非接合型或需特定条件才能发生水平转移。

所有菌株均携带多个毒力基因，涉及粘附（如fimH, ehaB）、铁获取（entC, fepC）、生物膜形成（agn43, cah）、运动性（flhA, fliA）及分泌系统（tssM, espX），显示出一定的致病潜力。

四位阳性分离株分属ST10、ST201、ST877和ST1308序列型，均为全球广泛分布的克隆。系统发育分析显示，它们与来自中国、西班牙、泰国等不同国家和宿主（人类临床、猪、食品及环境）的菌株具有高度遗传相似性，尤其是ST201和ST1308型菌株与临床及猪源分离株的SNP差异极小（14–63个），暗示存在跨宿主、跨地域传播的可能。

讨论与意义

本研究在无明显感染症状的健康成年人肠道中发现tet(X4)阳性MDR大肠杆菌，检出率虽低于动物和食品来源的报道，但高于临床患者，提示社区肠道可能是替加环素耐药性传播的“沉默储库”。人肠道菌群作为抗微生物耐药基因（ARG）的“热点”区域，可能通过质粒、插入序列等可移动遗传元件促进耐药基因在不同细菌宿主和生态系统间传播。

研究所发现的IncFIA8–IncHI1/ST17型质粒与先前报道的肺炎克雷伯菌耐药质粒高度同源，表明其具备跨菌种传播潜力，可能进一步助推高水平耐药性在临床高危病原中的扩散。

这些菌株同时携带耐药基因和多种毒力因子，增加了未来引起难治性感染的风险。而它们与动物及临床菌株的高度遗传相关性，凸显出“One Health”模式下耐药性传播的整体性与复杂性。

结论

该研究证实，健康人群肠道中亦可定植携带tet(X4)的MDR大肠杆菌，这些菌株兼具多重耐药表型和潜在毒力因子，且与全球流行的高风险克隆密切相关。结果强调必须在社区层面加强基于“One Health”策略的抗菌药物耐药性监测与干预，以防止最后防线抗生素耐药性的无声扩散。