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本文聚焦日本近畿地区由非典型肠致病性大肠杆菌(aEPEC)O45:H15 引发的食源性暴发事件。通过病原分离、全基因组测序等,确认其携带质粒编码的 Ⅲ 型分泌系统效应基因 espT,为 aEPEC 致病机制及防控提供新视角。
研究背景与目的
肠致病性大肠杆菌(EPEC)作为腹泻性大肠杆菌(DEC)的一种,分为典型 EPEC(tEPEC)和非典型 EPEC(aEPEC),前者携带束状菌毛(BFP)相关 bfp 基因,后者缺乏。aEPEC 的致病性存在争议,但多次暴发事件表明其潜在威胁,如芬兰 aEPEC O111:H9 导致 600 余人感染。2022 年 6 月,日本近畿地区发生一起因食用便当引发的食源性暴发,934 人中 171 人出现腹泻、腹痛等症状,研究旨在明确病原及遗传特征。
流行病学与实验室调查
流行病学显示,患者主要症状为腹泻(87.1%)、腹痛(84.2%),中位潜伏期 15.5 小时,年龄分布广泛(5-84 岁),女性占 59.1%。实验室从患者粪便、员工粪便及剩余食物(菠菜豆腐泥沙拉)中分离到 41 株 EPEC O45:H15,均为 bfpA 阴性,确认为 aEPEC。脉冲场凝胶电泳(PFGE)和全基因组测序显示菌株高度克隆性,无单核苷酸变异(SNV),排除其他病原。
全基因组特征与毒力分析
全基因组测序发现,代表菌株 2022H047 和 2022H048 携带染色体上的 LEE 毒力岛(含 eae、tir 等 7 个 LEE 编码效应基因)及非 LEE 编码效应基因(如 espG2、nleH1),质粒 p2022H047_1 携带 espT 和 espV。espT 与芬兰暴发株 E110019 的同源,但其质粒骨架不同,且含接合转移相关 tra 基因和毒素 - 抗毒素系统 ccdA-ccdB,可能增强质粒稳定性和传播性。
系统发育与传播分析
系统发育树显示,O45:H15 菌株分为 eae 阳性(EPEC)和阴性群,本研究菌株属 eae 阳性群,携带 kappa 型 intimin,且 espT 仅存在于本研究菌株及少数国外菌株。与全球 aEPEC 相比,本菌株形成独立分支,提示其独特进化路径。污染来源调查显示,涉事餐厅卫生混乱,一名员工参与食品制备且食用过问题沙拉,但感染来源(员工携带或原料污染)未明确。
结论与意义
该研究首次报道 aEPEC O45:H15 携带 espT 引发的食源性暴发,揭示 espT 作为毒力因子在 aEPEC 暴发中的重要性,且质粒水平转移可能促进其传播。研究拓展了对 aEPEC 致病机制的认识,强调监测非典型血清型及毒力基因的必要性,为防控此类病原体提供了基因组学依据。