基因组岛与可移动元件揭示尼罗罗非鱼中潜在致病菌——类志贺邻单胞菌的致病机制

本研究针对类志贺邻单胞菌（Plesiomonas shigelloides）在水产养殖中的致病性及耐药性机制展开深入探索。通过全基因组测序和生物信息学分析，研究人员鉴定出51种毒力因子和12种耐药基因，揭示了该菌通过基因组岛（GIs）和水平基因转移（HGT）获得致病性与耐药性的分子基础。研究首次报道了巴西东北部尼罗罗非鱼分离株的基因组特征，为防控水产病原传播及公共卫生风险提供了重要依据。

　　

在淡水环境中，类志贺邻单胞菌（Plesiomonas shigelloides）是一种常被忽视却危害巨大的机会性病原体。它不仅导致尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）爆发心包炎、肝萎缩等疾病，造成渔业经济损失，还可能通过污染食物引发人类腹泻甚至败血症。尽管其临床意义重大，但该菌的致病机制和耐药性演化一直缺乏系统研究，尤其在热带水产养殖热点地区。更棘手的是，类志贺邻单胞菌与气单胞菌（Aeromonas）等病原体在分类学和临床症状上易混淆，加之水生环境中的重金属污染可能加速其耐药基因传播，使得防控雪上加霜。

为破解这些难题，来自中国的研究团队对巴西东北部尼罗罗非鱼分离的4株类志贺邻单胞菌展开全基因组解析。研究采用高通量测序结合生物信息学分析，通过平均核苷酸相似性（ANI）和正交同源基因（OrthoFinder）确认菌株分类地位，利用GIPSy预测基因组岛（GIs），并通过PanViTa挖掘毒力因子和耐药基因。

3.1 基因组特征
研究测得4株菌的基因组大小介于3.59-3.80 Mb，携带3,091-3,340个编码序列。BUSCO评估显示基因组完整性>90%，且所有菌株均携带鞭毛组装相关基因（如fliG、flhA），解释其在水体中的强运动能力。

3.2 可移动元件分析
通过PHASTER和BRIG工具发现，每株菌至少携带1-2个噬菌体区域（24-35 kb）和6-13个致病岛（PAIs）。其中GT4菌株独有的vgrG2基因（效应蛋白分泌系统T6SS组分）可能增强宿主免疫逃逸能力，而OnGT5菌株特异的rfbG/rfbF基因簇则参与脂多糖（LPS）合成，与免疫调节密切相关。

3.3 毒力与耐药机制
核心毒力组（41个基因）包含黏附因子（htpB）、效应分泌系统（T2SS/T6SS）和应激响应蛋白（katA）。耐药分析显示，所有菌株均携带多重药物外排泵（如msbA），而U71菌株独有四环素耐药基因tet(A)和磺胺类耐药基因sul2。值得注意的是，重金属抗性基因（如corC、mntH）的广泛存在，暗示环境污染物可能加速菌株适应性进化。

3.4 抗菌肽合成潜力
BAGEL4分析意外发现所有菌株均携带bottromycin（一种抗MRSA的肽类抗生素）合成基因簇，其中U71菌株的基因排列发生倒位，为天然产物开发提供新线索。

这项研究首次系统揭示了巴西类志贺邻单胞菌的基因组可塑性及其“武器库”构成。通过水平基因转移获得的毒力岛和耐药元件，使该菌能适应复杂的水生环境并感染宿主。尽管基因组预测显示其对β-内酰胺类抗生素潜在敏感，但外排泵介导的多重耐药现象仍需警惕。更值得关注的是，重金属抗性基因与耐药基因的共存，提示水产养殖环境的污染治理迫在眉睫。

研究的创新性在于将水产病原基因组学与公共卫生风险关联，为开发快速分子检测靶点（如vgrG2、rfbG）奠定基础。未来需通过转录组和蛋白组验证预测基因的功能，并探索bottromycin的生物合成潜力。这项发表于《The Microbe》的成果，为理解“One Health”框架下水生病原体的演化提供了关键数据。