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医院获得性鲍曼不动杆菌基因组全景解析:耐药组、毒力组及可移动组的综合研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月26日 来源:Scientific Reports 3.8
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为解决医院获得性鲍曼不动杆菌(A. baumannii)多重耐药(MDR)和快速进化问题,研究人员通过全基因组分析揭示了其耐药基因(ARGs)、毒力因子(VFs)和可移动遗传元件(MGEs)的分布特征。研究发现ST2为优势克隆型,鉴定出185种ARGs和25,000个插入序列(IS),证实了基因组的高度可塑性。该研究为临床防控和新型抗菌策略开发提供了重要依据。
鲍曼不动杆菌(A. baumannii)是医院感染的头号威胁之一,被世界卫生组织(WHO)列为“关键优先级”病原体。这种“超级细菌”能抵抗碳青霉烯类等最后防线抗生素,导致血流感染、肺炎等疾病死亡率高达43%。更棘手的是,它通过快速获取耐药基因(ARGs)和毒力因子(VFs)不断进化,形成多重耐药(MDR)、广泛耐药(XDR)甚至全耐药(PDR)菌株。面对这一全球健康危机,来自VIT的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究,首次对609株临床分离的A. baumannii进行全基因组全景分析,揭示了其耐药和进化的分子机制。
研究采用全基因组测序(WGS)数据,通过MLST分型、胶囊分型(KL/OCL)和泛基因组分析解析菌株多样性;利用CARD和VFDB数据库鉴定ARGs和VFs;通过ISEscan、IntegronFinder等工具追踪IS元件和整合子等可移动遗传元件(MGEs)。
基因组数据集与质量评估
分析涵盖2004-2024年全球609株临床菌株,主要分离自血液和痰液。基因组平均大小4 Mbp,GC含量39%,BUSCO完整性达99.5%,中国(27.9%)和美国(18.6%)为主要来源地。
序列分型与胶囊分型
Pasteur分型显示ST2占主导(50.9%),牛津分型以ST208(20.5%)为主。KL2(20.5%)和OCL1(64.2%)是最常见荚膜类型,亚洲KL2与美洲KL18的分布差异揭示了地域适应性。
耐药组与毒力组特征
鉴定出185种ARGs,其中ade系列外排泵基因(如adeJ)普遍存在,β-内酰胺酶基因(如blaOXA、blaNDM)呈现高度多样性。毒力组核心包含31个保守基因,包括T6SS(VI型分泌系统)相关基因,伤口分离株中T6SS富集提示其与组织定植相关。
可移动组解析
发现25,127个IS元件,IS4家族占比最高(如调控blaOXA-23的ISAbal)。整合子介导的氨基糖苷类(aac(6')-Ib)和β-内酰胺类(blaGES)耐药基因广泛传播。原噬菌体以Siphoviridae(57.85%)为主,CAS-VI-B型CRISPR-Cas系统在49.4%菌株中检出。
泛基因组分析
2,497个核心基因与15,483个cloud基因构成开放泛基因组,反映A. baumannii通过水平基因转移(HGT)实现快速进化。
该研究首次系统揭示A. baumannii临床分离株的“三位一体”进化策略:外排泵和β-内酰胺酶主导耐药性,T6SS等毒力因子增强致病力,IS元件和整合子加速基因水平转移。ST2-KL2-OCL1克隆复合体的全球传播、qacE基因导致的消毒剂耐药,以及开放泛基因组特性,均对院内感染防控提出严峻挑战。研究成果为开发针对MDRAB的精准治疗和监测策略提供了分子基础,强调需结合地理和感染源特征制定差异化防控措施。
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