抗生素耐药性以及从摩洛哥家禽中分离出的沙门氏菌（Salmonella Gallinarum）的首批全面基因组特征

《Avian Pathology》：Antibiotic resistance and first comprehensive genomic characteristics of Salmonella Gallinarum isolated from poultry in Morocco

鸡白喉（由沙门氏菌Gallinarum生物变种引起）的基因组特征、抗生素耐药性及毒力机制研究。通过全基因组测序发现23株摩洛哥分离株携带26个抗生素耐药基因（如aac(3)-IIa、bla TEM-1a），107个毒力相关基因及多个完整致病岛（SPI-1、SPI-2等）。SNP分析显示8株与疫苗株SG9R亲缘关系近，可能因毒力相关基因（如aceE、rfaJ）回复突变导致致病性恢复。研究揭示了SG菌株的耐药基因分布、质粒（包括新发现的IncI1-α质粒）及毒力岛的基因组特征，为疫苗优化和耐药防控提供依据。

　　本文探讨了在摩洛哥从家禽中分离出的23株沙门氏菌（*Salmonella enterica* subspecies *enterica* serovar Gallinarum biovar Gallinarum，简称SG）的遗传特性、抗生素抗性以及致病性相关基因。这些SG菌株在病理学上表现出典型的家禽伤寒症状，包括脾脏肿大、肝脏病变和腹膜炎等。通过生物化学鉴定、抗生素敏感性测试以及全基因组测序（WGS），研究者们深入分析了这些菌株的遗传组成及其与疫苗株SG9R的潜在关系。

### 抗生素抗性分析

研究结果显示，这些SG菌株表现出多种抗生素抗性特征。在23个菌株中，有13株（约56.5%）对氟喹诺酮类抗生素氟喹诺酮（flumequine）表现出抗性，8株（约34.8%）对四环素类抗生素表现出中等抗性，而9株（约39.1%）对多粘菌素类抗生素（colistin）表现出中等抗性。这表明SG菌株在摩洛哥家禽中对某些抗生素的抗性正在上升，可能对当前的治疗方案和控制措施构成挑战。

同时，研究还发现，大部分菌株对其他抗生素如氟苯尼考（florfenicol）、磷霉素（fosfomycin）、甲氧苄啶-磺胺甲噁唑（trimethoprim/sulfamethoxazole）和阿莫西林（amoxicillin）表现出较高的敏感性。这种抗性模式与一些国家的报告存在差异，例如伊朗、巴西和韩国的SG菌株抗性情况有所不同，但共同点是它们在某些抗生素上表现出较高的抗性，如喹诺酮类和四环素类。因此，研究者认为，抗生素使用频率、生物安全措施以及细菌通过水平基因转移快速获得抗性基因，是导致抗生素抗性增加的重要因素。

### 致病性基因和致病性岛（SPI）

在SG菌株中，研究人员发现了107个致病性基因，以及多个完整的致病性岛（SPIs）。这些SPIs在SG的致病过程中发挥着重要作用，尤其是SPI-1和SPI-2，它们与细菌入侵宿主细胞和在细胞内生存有关。SPI-1通过编码III型分泌系统（T3SS）相关基因，促进细菌在肠道上皮细胞中的侵入；SPI-2则与细菌在宿主细胞内的长期存活和复制有关，有助于其逃避宿主免疫系统的攻击。此外，还发现了SPI-3、SPI-13、SPI-14、C63PI等完整的致病性岛，这些区域的高覆盖率和高同源性表明它们在SG的致病过程中具有关键作用。

值得注意的是，一些菌株中还检测到了特定的致病性相关基因，如*shdA*，该基因编码AIDA自转运蛋白样蛋白，可能影响细菌的致病性。而另一些菌株如A28则缺乏编码SspH2蛋白的*sspH2*基因，这种蛋白是III型分泌系统的重要组成部分，其缺失可能影响SG的致病能力。这些基因的分布情况表明，不同菌株在致病性方面可能存在一定的差异，而这些差异可能与其宿主适应性和环境因素有关。

### 移动遗传元件（如质粒和噬菌体）

在SG菌株的基因组中，研究人员还检测到了多种移动遗传元件，包括质粒和噬菌体。其中，IncI1-α质粒的发现尤其值得关注，因为这是首次在SG中报道的质粒类型。这种质粒具有广宿主范围，能够通过接合传递，携带多种抗生素抗性基因，如扩展谱β-内酰胺酶（ESBL）相关基因*bla*CTX-M-14和*bla*CTX-M-1，这使得SG在抗性传播中更具优势。此外，质粒还可能携带其他抗性基因，如氨基糖苷类抗生素抗性基因*aac*(3)-IIa，这些基因在A2和A6菌株中被发现，表明它们在抗性形成中可能发挥了重要作用。

在噬菌体方面，研究发现所有菌株中都存在一个共同的噬菌体区域，长度在47,669 bp到51,718 bp之间。该区域包含多个常见的噬菌体基因，其中Gifsy_2被确认为一个完整的噬菌体。此外，一些不完整的噬菌体如Salmon_Fels_1、Gifsy_1、Entero_mEp460和Entero_cdtI也被检测到，这些噬菌体的存在可能影响SG的基因组结构和其在宿主中的生存能力。

### SNP分析与疫苗株关系

通过比较23株SG与SG9R疫苗株的单核苷酸多态性（SNP），研究发现这些菌株的基因组存在一定的差异。其中，8株菌株（A3、A4、A7、A11、A13、A17、A18和A30）表现出较低的变异数量，其变异数量低于30，这表明它们可能与SG9R疫苗株有密切的遗传关系。这些低变异菌株中，部分菌株（如A4、A3、A7、A18和A30）携带了与疫苗株SG9R相关的突变，如*rfaJ*和*aceE*基因的突变，这些基因的突变可能与疫苗株的减毒特性有关。

值得注意的是，虽然这些低变异菌株与SG9R疫苗株在基因组上相似，但它们在临床表现上并未显示出明显的差异。然而，部分低变异菌株（如A3、A4、A7、A18和A30）对氟喹诺酮类抗生素表现出较高的敏感性，而其他高变异菌株则表现出抗性。这可能意味着某些抗生素可以作为区分疫苗株和野生型菌株的标记，例如氟喹诺酮类抗生素。

### 临床表现与病理特征

在病理学方面，所有23株SG菌株均表现出典型的家禽伤寒病变，包括脾脏和肝脏的肿大、坏死灶以及腹膜炎等。这些病变的出现与SG在宿主细胞内的繁殖和侵袭能力密切相关。部分菌株如A4和A13来自死亡率较低的家禽群体，而其他菌株则表现出较高的死亡率。这提示SG的致病性可能与宿主的免疫状态、感染的持续时间以及细菌的基因型有关。

### 未来研究方向与防控建议

研究结果表明，SG在摩洛哥家禽中具有较强的致病性和抗性潜力，尤其是那些携带IncI1-α质粒的菌株。这些质粒可能通过水平基因转移促进抗性基因的传播，增加治疗难度。此外，部分SG疫苗株可能因基因突变而恢复致病性，这提示需要加强对疫苗株的监测和管理。

因此，未来的研究应重点关注SG疫苗株的遗传稳定性，以及其在实际应用中可能引发的抗性传播问题。同时，应加强家禽养殖过程中的生物安全措施，减少抗生素的滥用，从而降低SG抗性基因的传播风险。此外，对于SG疫苗株的监测和预警机制也应建立，以防止其在实际应用中导致新的疫情。

研究还建议，未来的研究应进一步探讨SG疫苗株在不同宿主中的适应性，以及其是否能够通过其他途径（如免疫抑制）影响致病性。同时，应结合临床数据，分析不同菌株在不同环境下的致病性和抗性表现，以制定更有效的防控策略。

综上所述，这项研究为理解SG在摩洛哥家禽中的致病性和抗性提供了重要的遗传学依据，同时也为改善家禽伤寒的防控策略和疫苗设计提供了新的思路。通过深入了解SG的遗传特征，可以更好地预测其致病性变化和抗性传播趋势，从而为全球家禽健康和食品安全提供支持。