南非动物-环境源多重耐药单相鼠伤寒沙门菌ST34及其他非伤寒沙门菌的鉴定及其One Health意义

《npj Antimicrobials and Resistance》：Identification of multidrug-resistant monophasic Salmonella Typhimurium ST34 and other NTS from animal-environmental origins in South Africa

本研究针对南非高登省猪、禽类及废水中的非伤寒沙门菌（NTS），通过One Health策略开展分子流行病学调查。研究人员首次在非洲动物源中检出多重耐药单相鼠伤寒沙门菌ST34菌株，其携带新型sopE噬菌体（AmTI）和重金属抗性基因组岛SGI-4，并发现其与南非及英国临床菌株高度同源。结果表明，动物-环境-人间存在潜在传播风险，强调需加强基于One Health的抗菌素耐药性（AMR）监测。

　　

在全球范围内，非伤寒沙门菌（Non-typhoidal Salmonella, NTS）每年导致约15.5万人死亡，尤其在撒哈拉以南非洲地区，其引发的侵袭性感染（iNTS）病例占全球总数的79%，病死率高达20%-25%。这些感染常通过食物链传播，对婴幼儿和免疫缺陷人群（如HIV、结核或疟疾患者）构成严重威胁。随着抗菌素耐药性（Antimicrobial Resistance, AMR）问题日益严峻，多重耐药NTS菌株的出现进一步限制了临床治疗选择，成为全球公共卫生的重大挑战。

在南非，尽管国家传染病研究所（NICD）通过GERMS-SA网络长期监测肠道病原体，但对屠宰场、养殖场及环境中NTS的传播动态仍缺乏系统研究。传统监测手段难以揭示菌株的遗传进化关联与跨物种传播潜力。为此，研究团队采用“One Health”策略，整合动物、环境及人类健康数据，深入探究南非高登省猪、禽类、废水及接触者样本中NTS的流行特征、耐药基因谱和毒力进化机制。

本研究共采集507份样本（包括动物粪便、手部拭子、屠宰场径流水及医院/市政废水），通过全基因组测序（Whole Genome Sequencing, WGS）技术对分离株进行高分辨率分析。关键方法包括：表型药敏试验（VITEK^?-2系统）、基因型耐药与毒力因子筛查（VFDB数据库）、质粒复制子分型（SRST2工具）、核心基因组SNP系统发育分析（RAxML-ng）及祖先传播网络重建（PastML）。样本来源明确涵盖商业屠宰场、养殖场及污水处理厂，确保数据代表性。

沙门菌检出率与血清型分布

研究显示，NTS总体检出率为2.37%（12/507），主要来源于猪（41.7%）和禽类（50%），其中单相鼠伤寒沙门菌ST34（25%）、肠炎沙门菌ST11（25%）、婴儿沙门菌ST32（33.3%）及伊鲁穆沙门菌ST2026（16.7%）为优势血清型。值得注意的是，ST34菌株为非洲首次在动物源中报道，其携带ASSuT（氨苄西林、链霉素、磺胺甲噁唑、四环素）耐药表型，且均含有SGI-4重金属抗性岛。

耐药基因与毒力因子特征

所有菌株均对阿米卡星、头孢西丁和庆大霉素耐药。ST34菌株携带ESBL基因bla_TEM-1B，而婴儿沙门菌ST32则出现gyrA（p.S83Y）和parC（p.T57S）突变，导致喹诺酮类耐药。此外，3株肠炎沙门菌表现出黏菌素表型耐药，但未检测到mcr基因或已知耐药突变，提示可能存在新型耐药机制。毒力因子分析显示，所有菌株均携带SPI-1至SPI-5、SPI-9、SPI-13和SPI-14等保守毒力岛，其中肠炎沙门菌特有SPI-10和质粒编码的spvBCD、pefBACD等侵袭相关基因。

ST34菌株的进化与传播动态

系统发育分析表明，南非动物源ST34菌株与本地临床分离株仅相差4-10个SNP，且与2018年英国临床菌株共享进化枝，提示其可能通过国际贸易或旅行传入非洲。祖先重建模型显示，ST34的传播路径涉及南非、德国和英国，印证了其跨洲扩散潜力。

其他血清型的区域性传播

肠炎沙门菌ST11禽源菌株与南非5个省份的临床菌株SNP差异为8-19，符合暴发相关阈值（<20 SNP）。婴儿沙门菌ST32携带gyrA/parC突变和pESI样大质粒，与欧洲菌株聚类，反映其全球流行特征。伊鲁穆沙门菌ST2026则呈现南非与美国间的双向传播模式。

本研究首次在非洲动物源中鉴定出多重耐药单相鼠伤寒沙门菌ST34，其携带新型AmTI噬菌体和SGI-4基因组岛，凸显了耐药菌株通过食物链跨物种传播的潜在风险。菌株与人类临床分离株的高度遗传相似性表明，动物-环境-人界面存在活跃的病原体交换。研究结果强调，需在“One Health”框架下加强跨境监测，限制抗菌素在畜牧业中的滥用，并开展时空生态位建模以精准识别高风险传播区域。该成果为南非乃至全球NTS防控策略提供了关键分子流行病学证据，发表于《npj Antimicrobials and Resistance》（2025），对遏制耐药性蔓延及保障食品安全具有深远意义。