日本临床非O1/非O139霍乱弧菌分离株的基因组特征与分子流行病学解析

本研究通过全基因组测序（WGS）揭示了日本名古屋地区2020年3例非O1/非O139霍乱弧菌（NOVC）感染的分子特征，发现其携带El Tor型溶血素（hlyA）、VI型分泌系统（T6SS）、毒素重复序列（RTX）等关键毒力因子，并首次报道了T3SS效应蛋白VopM的重复单元变异。研究强调了全球变暖背景下NOVC感染的潜在风险及基因组监测的重要性。

　　

ABSTRACT

非O1/非O139霍乱弧菌（NOVC）可引起散发性肠道感染和全身症状。随着全球变暖，NOVC感染率上升，但日本临床分离株的基因组数据此前尚未报道。研究对2020年名古屋3例NOVC感染菌株进行全基因组分析，发现其MLST分型（ST352、ST1267、ST1506）和系统发育高度多样，表明病例为短期内多源污染导致的散发事件。毒力因子筛查显示，98.2%临床分离株携带hlyA，93.0%含T6SS，86.0%含RTX毒素簇，61.4%携带VPI-2编码的nanH，47.4%含T3SS。值得注意的是，T3SS效应蛋白VopM的Rep1重复单元数量（2-7次）存在菌株间差异，可能影响肠毒素活性。

INTRODUCTION

霍乱弧菌根据O抗原分为200余种血清型，其中O1和O139型因产霍乱毒素（CT）引发大流行。NOVC虽不产CT，但携带溶血素、RTX毒素、T3SS、T6SS等毒力因子，通过污染海产品引发散发性感染。日本近年因海水温度升高导致NOVC风险增加，但缺乏诊断标准和监测系统，实际感染率被低估。

RESULTS

细菌鉴定与MLST分析
3株分离自粪便（NGY2020-031、NGY2020-056）和血液（NGY2020-029）的NOVC，MLST显示不同ST型，提示散发特性。PubMLST数据库显示ST352源自布基纳法索，ST1267源自中国，ST1506为首次报道。

毒力因子特征
所有菌株均携带hly-ET、hap、rtxABCD和nanH，NGY2020-031独含cholix毒素（chxAI）。T3SS结构基因（vcsC2/vspD等）和效应蛋白（VopE/Y/Z等）保守，但VopM的Rep1单元数（NGY2020-029:7次，NGY2020-056:2次）和VopW氨基酸相似性（62.1%）存在变异。

T6SS多样性
大型簇和辅助簇（AUX-1/2）呈现复杂分型：NGY2020-029为CEC型（含ACD结构），NGY2020-031为CAC型，NGY2020-056为CDC型。AUX-4（类似GI_VchS12）和AUX-5型T6SS为新发现亚型。

基因组岛比较
VPI-2片段化存在于所有菌株（含nanH的VC1784区），VSP-2仅在NGY2020-031保留部分结构（类似巴西环境株TMA21）。BRIG分析证实所有菌株缺失CTXφ、VPI-1和VSP-1。

DISCUSSION

研究首次揭示日本临床NOVC分离株的基因组多样性及毒力因子分布规律。T3SS效应蛋白VopM的重复单元变异和T6SS新型亚型（如含ACD的AUX-1）可能增强宿主适应力。环境重组和水平基因转移或加速毒力进化，需建立长期基因组监测体系应对全球变暖带来的公共卫生挑战。

MATERIALS AND METHODS

菌株经TCBS琼脂和CHROMagar Vibrio筛选，PCR验证毒力基因（ctxA/tcpA等）。药敏试验采用CLSI标准，WGS数据通过ResFinder/DFAST/VFDB分析。系统发育树基于Roary核心基因组构建，T3SS/T6SS簇用Easyfig/SnapGene可视化。