零售海鲜中携带替加环素耐药基因的Shewanella菌株SXT/R391整合接合元件的发现及其传播风险研究

本研究首次在零售海鲜分离的Shewanella菌株中发现携带tet(X4)和tmexCD2-toprJ2基因的新型SXT/R391整合接合元件（ICEs），揭示了水生环境中替加环素（tigecycline）耐药基因的水平传播机制。通过全基因组测序（WGS）和接合实验证实，这些ICEs可介导多重耐药（MDR）基因在革兰阴性菌间的扩散，提示Shewanella属可能是水生产品中替加环素耐药的重要储存库，对公共卫生安全构成潜在威胁。

　　

ABSTRACT
替加环素作为治疗多重耐药（MDR）病原体感染的"最后防线"抗生素，其耐药基因tet(X)和tmexCD-toprJ的传播引发全球关注。本研究从中国七城市零售海鲜中分离出76株替加环素耐药菌，其中Shewanella属占比最高（43.4%）。基因组分析显示，两株Shewanella携带tet(X4)基因，一株Shewanella chilikensis同时含有tmexCD2-toprJ2和bla_NDM-1基因。这些耐药基因位于新型SXT/R391 ICEs上，首次证实该类元件可在Shewanella菌株中传播替加环素耐药性。

INTRODUCTION
替加环素属于甘氨酰四环素类广谱抗菌药，对碳青霉烯耐药菌株尤为关键。中国年消费超5000万吨海鲜，但水生环境中天然存在的替加环素耐药菌研究空白。Shewanella作为水生环境优势菌属，近年人类感染病例显著增加，且已报道携带碳青霉烯酶基因和mcr基因。SXT/R391 ICEs通过52个保守核心基因和可变区（HS1-5/VRI-IV）介导耐药基因水平转移，此前仅在Proteus等菌属中发现携带tet(X6)或tmexCD3-toprJ1b的成员。

MATERIALS AND METHODS
研究团队从武汉、百色等七城市采集海鲜样本，经含4 μg/mL替加环素的LBS培养基筛选耐药菌。通过MALDI-TOF和16S rDNA鉴定菌种，Illumina/Nanopore双平台测序解析基因组。使用ResFinder和ISfinder分析耐药基因与插入序列，接合实验评估ICEs转移频率（6.1×10^-7-4.2×10^-7）。竞争实验显示携带ICEs的E. coli C600无明显适应性代价。

RESULTS AND DISCUSSION

1. 耐药谱与基因组特征
   33株Shewanella均对替加环素（MIC>8 μg/mL）、四环素和氯霉素耐药。ICE_SalNJT6（104 kb）和ICE_SchNTT9（112 kb）携带IS_CR2-tet(X4)结构，而ICE_SchST10（101 kb）的tmexCD2-toprJ2与Klebsiella oxytoca同源度达99.83%。bla_NDM-1位于新型沙门菌基因组岛SGI-ScNDM-1（87.7 kb）上，含IS₅₀₇₅等移动元件。

2. 进化与传播机制
   系统发育分析揭示：

• ICE_SalNJT6与临床分离的S. upenei ICE同簇
• ICE_SchST10与Proteus mirabilis ICE共享祖先
• VRIII区IS_CR2和HS4区IS_Ppu12介导耐药模块插入

1. 公共卫生意义
   Shewanella作为水生环境"基因中转站"，可通过ICEs将耐药基因传递给人类致病菌。研究首次证实：

• 海鲜加工链存在ICEs介导的替加环素耐药传播风险
• 非接合型ICE_SchST10仍能通过环化形式参与基因重组
• NMP抑制剂使8株非耐药基因菌的MIC降低32倍，提示RND外排泵关键作用

CONCLUSION
该研究填补了水生食品链中ICEs传播替加环素耐药机制的认知空白，为制定海鲜安全监管政策提供分子流行病学依据。后续需关注ICEs在人类-动物-环境界面的传播动力学，以及Shewanella作为新兴耐药基因库的进化潜力。