孟加拉国腹泻患者源泛耐药豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)NGCRVN-08 菌株基因组草图解析:耐药基因潜藏的公共卫生挑战

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.7

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  为应对日益严峻的耐药菌难题,研究人员对从孟加拉国腹泻患者粪便样本中分离出的豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)NGCRVN-08 菌株进行基因组测序。结果发现该菌株携带多种耐药基因,涉及 8 类主要药物。这一成果为防控耐药菌传播提供关键依据。

  豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)是一种备受临床关注的新兴病原体,它与多种人类感染相关,如胃肠炎、伤口感染、败血症和呼吸道感染。该菌能够获取并携带多种抗生素耐药决定因子,且广泛存在于水生环境中,极有可能成为抗菌耐药基因传播的 “储存库” 。在孟加拉国等疾病负担较重的地区,多重耐药的豚鼠气单胞菌菌株不断出现,给治疗带来极大挑战。
2022 年 11 月 1 日,研究人员从孟加拉国达卡一名腹泻患者的粪便样本中分离出 NGCRVN-08 菌株。具体操作如下:将 1 毫升粪便接种到 9 毫升碱性蛋白胨水(APW)培养基中进行富集培养,在 37°C 环境下孵育 18 - 20 小时;之后在硫代硫酸盐 - 柠檬酸盐 - 胆盐 - 蔗糖(TCBS)培养基上培养,并于 37°C 孵育过夜;挑选单个无污染的菌落,在相同条件下接种到营养琼脂(GA)培养基中进行传代培养备用。

研究人员从在 37°C 的 LB 肉汤培养基中过夜培养的单个菌落里,利用德国 QIAGEN 公司的 QIAamp DNA Mini Kit 试剂盒,按照操作说明提取基因组 DNA。在测序环节,使用美国 Illumina 公司的 Nextera XT DNA 文库制备试剂盒进行文库构建,然后在 Illumina MiSeq 平台上,借助 MiSeq Reagent Kit V3 试剂盒,采用双端测序(2×150)方法,最终获得 653215 对双端读数,总计 156.6 兆碱基对。经过 FastQC v0.11.9 软件进行质量控制,并用 Trimmomatic v0.39 软件(平均质量值设为 30)进行序列修剪后,得到 407548 条高质量读数,这些读数的 GC 含量稳定保持在 58% - 59%。运用 Unicycler v0.5.1 软件,采用默认参数对基因组进行组装,得到 196 个重叠群,总长度达 4.91 兆碱基对,N50 值为 42735 碱基对,GC 含量为 60.24%,其中最大的重叠群长度为 298557 碱基对。通过 BUSCO 分析(Galaxy Version 5.8.0 版本,谱系为 γ - 变形菌纲)发现,该基因组组装的完整性达到 98.6%,其中 98.1% 的单拷贝直系同源基因(BUSCOs)以单拷贝形式存在,0.5% 为重复拷贝,1.4% 为片段化,缺失率为 0.0%,这表明基因组组装质量很高。利用 Prokka 软件和美国国立生物技术信息中心(NCBI)的原核基因组注释管道(Prokaryotic Genome Annotation Pipeline,PGAP)v6.8 版本分别对基因组进行注释,前者识别出 4554 个编码序列、5 个 rRNA 基因和 98 个 tRNA 基因;后者预测基因组包含 4762 个基因,其中 4578 个为蛋白质编码基因,6 个 rRNA 基因和 91 个 tRNA 基因 。

借助 ResFinder v4.6.0 软件分析发现,该菌株具有广泛的潜在多药耐药特征,涉及多种关键抗生素类别。它携带多种 β - 内酰胺耐药基因,如 blaCTX - M - 3、blaTEM - 1B和 blaMOX - 6,这些基因使得菌株对多代头孢菌素、青霉素和单环 β - 内酰胺类药物产生耐药性。aac (6′)-Ib3 和 aadA2 基因介导了氨基糖苷类抗生素耐药,使菌株对阿米卡星和妥布霉素等重要临床药物具备抗性。qnrS2 基因的存在赋予菌株对喹诺酮类药物的耐药能力,而 TOprJ2 基因则影响所有主要的四环素类药物,包括作为 “最后一道防线” 的替加环素。

值得注意的是,通过 staramr(Galaxy Version 0.11.0 版本)软件确认,该菌株携带 IncQ2 质粒,这意味着它具备水平基因转移的潜在可能。如此广泛的耐药特征,充分凸显了豚鼠气单胞菌作为抗菌耐药(AMR)基因 “储存库” 的潜力,也进一步强调了在临床环境中开展监测工作和合理进行抗菌药物管理的重要性。本研究中使用的所有工具,除特别说明外,均采用默认参数运行。

所有实验方案和样本采集均获得南北大学(North South University,NSU)机构审查委员会(Institutional Review Board,IRB)/ 伦理审查委员会(Ethical Review Committee,ERC)批准,批准文号为 CTRG NSU - RP - 21 - 042。

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