墨西哥发现新型足菌肿病原体：Actinomadura welshii sp. nov.的基因组鉴定与临床意义

本研究通过全基因组测序技术首次鉴定出墨西哥足菌肿病例中的新型放线菌Actinomadura welshii sp. nov.，揭示了传统16S rRNA分析在病原体鉴定中的局限性。作者团队结合长读长（Nanopore）和短读长（Illumina）测序技术，完成8.16 Mb基因组组装，通过GTDB数据库和ANI（平均核苷酸相似性）分析证实其为新物种。该发现不仅扩展了Thermomonosporaceae科的病原谱，更为临床耐药性监测（如对SXT的敏感性差异）和潜在次级代谢产物研究提供了新方向。

　　

Abstract

研究团队从墨西哥7例足菌肿患者中分离获得放线菌株，通过小亚基核糖体RNA基因测序发现多数为Actinomadura madurae，但LIID-AQ337菌株呈现不明确结果。采用混合测序策略（Illumina短读长+Nanopore长读长）完成8,163,638-bp基因组组装，比较基因组分析支持其为新物种，命名为Actinomadura welshii sp. nov.以纪念墨西哥皮肤病学家Oliverio Welsh。

Author summary

足菌肿在墨西哥仍属被忽视的感染性疾病。传统诊断方法存在局限，现代DNA技术揭示了形态相似但遗传差异的病原体。本研究通过全基因组分析首次鉴定出人类足菌肿病例中的新Actinomadura物种。

Introduction

足菌肿是以皮下结节和颗粒状分泌物为特征的慢性感染，96%墨西哥病例由细菌引起，其中Nocardia brasiliensis占65%，Actinomadura madurae占8%。该菌属Thermomonosporaceae科，可通过16S rRNA测序鉴定。近期基因组研究显示Actinomadura属存在未被认识的多样性。

Methods

伦理声明

研究获新莱昂自治大学伦理委员会批准（DE24-00015），患者签署口头知情同意。

细菌分离与培养

取自皮肤组织或脓液，在萨布罗琼脂或含5%血的BHI琼脂上37°C培养20天，记录菌落形态并完成酪氨酸、黄嘌呤等水解试验。

药敏试验

采用纸片扩散法测试10种抗生素敏感性，包括SXT（甲氧苄啶-磺胺甲噁唑）和利福平等，通过R软件可视化抑制圈数据。

基因组测序

LIID-AQ337的DNA经CTAB法提取，Illumina测序文库用Kapa HyperPrep试剂盒制备，Nanopore使用SQK-LSK110建库。SPAdes v3.14.0完成混合组装，以A. livida为参考基因组。

系统发育分析

从88个近缘物种中提取16S rRNA序列，IQ-TREE 2采用TIM3+G4模型构建进化树，最大简约法验证拓扑结构。

GTDB分类

使用GTDB-Tk v2.4.0进行基因组分类，通过ANI和保守标记基因确定分类地位。

Results

临床特征

7例患者病变均位于足部，脓液可见1mm白色颗粒。培养显示蜡样白色-粉红色菌落，革兰染色阳性但抗酸染色阴性，所有菌株水解试验阴性。

药敏模式

除LIID-AQ337外，其余菌株对SXT敏感。新物种对奈替米星完全耐药，对替卡西林-克拉维酸等呈中度敏感。

物种鉴定

LIID-AQ337的16S rRNA与A. hibisca相似度最高（98.23%），全基因组ANI分析显示与A. livida相似度仅89.87%，低于95%的物种界定阈值。

基因组特征

GC含量72.51%，通过TYGS服务器确认基因组大小。GTDB将其归类于Streptosporangiaceae科的Spirillospora属，但因显著遗传差异未被指定到已知物种。

Discussion

本研究首次报道人类致病的A. welshii，其临床特征与A. madurae相似但遗传差异显著。值得注意的是，墨西哥分离株与非洲菌株的SXT敏感性存在地域差异，提示潜在耐药机制分化。该菌可能产生免疫调节代谢产物，其8.16 Mb基因组为次级代谢产物挖掘提供了资源。

Protologue

新种描述：革兰阳性、无动力、非抗酸丝状菌，在BHI琼脂上形成1-2mm乳白色菌落。基因组登录号PRJNA1232214，模式菌株保藏于USDA NRRL（B-65740）。