基因组学视角揭示万古霉素和替加环素耐药粪肠球菌ST117的传播机制及临床意义

本研究针对万古霉素耐药肠球菌(VRE)发病率上升且治疗选择有限的现状，通过全基因组测序(WGS)技术系统分析了捷克某大学医院中耐万古霉素和替加环素肠球菌的流行病学特征。研究发现ST117型粪肠球菌(Enterococcus faecium)是主要流行株，携带vanA/vanB耐药操纵子和新型Tn1546转座子变异体，揭示了基因型与表型耐药性差异，强调了分子监测与表型检测结合在抗菌素耐药性监测中的重要性。

　　

在当代临床医学面临的多重挑战中，抗菌素耐药性问题日益严峻。作为"ESKAPE"病原体之一的万古霉素耐药肠球菌(VRE)，已被世界卫生组织(WHO)列为"高度优先"的细菌病原体。欧洲抗菌素耐药性监测网络(EARS-Net)最新报告显示，2018至2022年间侵袭性VRE感染发病率持续攀升，给临床治疗带来极大挑战。尤其令人担忧的是，这类微生物往往对多种抗生素产生交叉耐药，使得最后防线药物如利奈唑胺、替加环素和达托霉素的治疗选择变得极为有限。

捷克共和国查理大学和Motol大学医院的研究团队针对这一临床难题，开展了创新性研究。通过对102株临床分离株的系统分析，结合全基因组测序(WGS)和表型检测技术，揭示了耐万古霉素和替加环素粪肠球菌ST117型的传播特征及其分子机制。这项重要研究成果发表在《Annals of Clinical Microbiology and Antimicrobials》上，为理解VRE的流行病学特征和耐药机制提供了新见解。

研究采用了多项关键技术方法：从临床样本中收集非重复性VREfm分离株，通过MALDI-TOF质谱进行菌种鉴定；采用药敏试验(包括纸片扩散法和肉汤微量稀释法)检测抗生素敏感性；运用Illumina短读长和MinION长读长测序技术进行全基因组测序；利用ResFinder等生物信息学工具分析耐药基因；通过两种MLST分型方案和全基因组MLST(wgMLST)分析菌株遗传相关性；对选定菌株进行杂交组装以获得完整质粒序列。

研究结果部分包含以下重要发现：

背景与患者数据
研究收集的102株VREfm分离株主要来自尿液(24.5%)、直肠筛查拭子(21.6%)和伤口拭子(16.7%)等样本。患者中位年龄66.4岁，性别分布均衡，反映了VRE在医院环境中的广泛传播。

遗传相关性分析
采用两种MLST分型方案显示出显著差异：Homan方案鉴定出5个ST型，ST117占80%；而Bezdicek新方案鉴别出10个ST型，主要包含ST138(27.5%)、ST136(25%)和ST1067(20%)。wgMLST分析揭示了6个克隆集群，证实了新MLST方案更高的分辨力。全球比较分析显示，仅一株捷克分离株与德国和荷兰菌株密切相关(16个等位基因差异)，其余均呈现明显地域特征。

耐药表型与分子机制
所有分离株均对氨苄西林(携带PBP5_Met485Ala和Glu629Val突变)和氟喹诺酮类(携带GyrA_Ser83Ile和ParC_Ser80Ile突变)耐药。万古霉素耐药主要由vanB操纵子(82.5%)介导，位于染色体Tn1549转座子变异体上；vanA操纵子(17.5%)则存在于pELF2样质粒或携带rep17/rep18b基因的质粒上。研究鉴定出新型Tn1546结构变异体，扩展了对耐药元件进化的认识。值得注意的是，22株(21.6%)对替加环素耐药，机制涉及tet(L)、tet(M)基因及rpsJ_del 155-166缺失或RpsJ_Lys57Arg突变。

基因型-表型差异
研究发现多个重要差异现象：达托霉素敏感株携带RpoB_Ser491Phe耐药相关突变；甲氧苄啶/磺胺甲恶唑耐药与dfrG基因存在不匹配；硝基呋喃妥因耐药株均携带NmrA_Gln48Lys突变但缺乏EF0404和EF0648基因；截短的TetM导致四环素表型敏感等。这些发现凸显了单纯依赖基因型预测耐药性的局限性。

质粒与转座子特征
通过长读长测序明确了vanA操纵子的定位：4株存在于108.8-114.2kb的pELF2样线性质粒上，3株位于pRUM样质粒(24.3-58.8kb)上。这些质粒携带repB、rep17或rep18b等复制起始基因，在耐药传播中起关键作用。染色体定位的vanB操纵子则位于含ISEfa11和ISEfa17插入序列的Tn1549变异体中。

研究结论与讨论部分强调，该研究首次系统描绘了捷克医院环境中耐万古霉素和替加环素E. faecium ST117的传播特征。vanB型耐药的优势地位与欧洲近年趋势一致，但不同于捷克早期以vanA为主的报道。两种MLST方案的比较证实了新方案在暴发调查中的优越性。特别重要的是，研究揭示了基因型与表型间的复杂关系：某些基因突变(如RpoB_Ser491Phe)未必导致表型耐药，而表型耐药有时缺乏已知分子标记。这种现象对临床微生物检测和耐药监测策略提出了新挑战，强调必须结合分子与表型方法进行综合判断。

质粒和转座子的精细解析为理解耐药基因的水平转移提供了新视角。pELF2样线性质粒的发现扩展了对vanA传播载体的认知，而新型Tn1546变异体的鉴定则丰富了转座子多样性数据库。这些发现对抗菌药物研发和感染控制具有重要指导意义。

该研究的临床价值在于：为捷克医院感染控制提供了分子流行病学基线数据；证实了替加环素耐药在VRE中的潜在传播风险；强调了持续监测最后防线药物耐药性的必要性。未来研究应扩大样本量和地域范围，并探索新发现耐药突变的功能机制，为临床治疗和公共卫生决策提供更全面的科学依据。