中国健康猪源大肠杆菌中发现携带新型转座子Tn7772的多重耐药质粒pQL57EC-1及其跨物种传播风险研究

《Journal of Global Antimicrobial Resistance》：Characterization of a New Transposon, Tn7772, on a Novel Plasmid From Multidrug-Resistant Escherichia coli in China

本研究针对多重耐药(MDR)大肠杆菌的抗生素耐药基因(ARGs)传播机制，通过全基因组测序(WGS)和生物信息学分析，首次在健康猪源大肠杆菌QL57EC中发现新型IncF-FIB/IncX1型质粒pQL57EC-1及其携带的IS26-flanked复合转座子Tn7772。该质粒虽无法通过接合转移但可通过转化实验传递ARGs，且在8株人源沙门氏菌质粒中发现相同Tn7772结构，揭示了动物-人类病原体间ARGs跨物种传播的潜在风险，为临床耐药防控提供新依据。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生安全的重大威胁，其中大肠杆菌作为人畜共患病原体和耐药基因"储存库"，其多重耐药(MDR)菌株的传播尤其令人担忧。更棘手的是，细菌通过插入序列(IS)、转座子(Tn)等移动遗传元件(MGEs)快速获得耐药性，其中IS26介导的复合转座子因其非特异性靶向特性，成为耐药基因水平传播的"特洛伊木马"。在中国贵州青龙某家庭农场的健康猪粪便样本中，研究人员分离到一株对β-内酰胺类、氨基糖苷类等13种抗生素耐药的大肠杆菌QL57EC，由此揭开了一个新型耐药传播载体的神秘面纱。

贵州省科技支撑计划资助的研究团队采用Illumina HiSeq/Oxford Nanopore混合测序技术，结合接合转移实验和转化实验，系统解析了该菌株的耐药机制。关键技术包括：1) 基于CLSI 2024标准的药敏试验；2) 全基因组杂交组装与RAST注释；3) VRprofile2质粒转移性预测；4) 比较基因组学分析；5) 以大肠杆菌DH5α为受体的CaCl₂转化实验。

3.1 菌株特性
QL57EC对包括多粘菌素B(16 mg/L)在内的13种抗生素耐药，基因组分析显示其携带4.7 Mb染色体和两个质粒：pQL57EC-1(128,880 bp)和pQL57EC-2(113,349 bp)。系统发育分析表明该ST5889型菌株与西班牙猪源ST542型菌株进化关系最近。

3.3 质粒特征
pQL57EC-1与污水处理厂分离的质粒pRF148-1_119k_tetX相似度<80%，具有独特结构：包含汞/铜抗性基因、硫代硫酸盐还原酶基因及12个ARGs（如bla_TEM-1、floR、qnrS₂等），其82.9 kb MDR区域富含9个IS26元件。

3.4 Tn7772转座子
该转座子被IS26双向 flanking，分为Tn7772-1（含tetA/tetR/tetM和intI₄整合酶）和Tn7772-2（含sul₃型I类整合子与floR）。数据库比对发现8株中国人源沙门氏菌质粒携带完全相同的Tn7772，提示跨物种传播。

3.5 进化机制
通过p1653-MDR和p1810-MDR质粒比较，发现Tn7772可能通过IS26介导的同源重组形成：ISSen9-like-hp-uspA-bicA-ΔISSba14模块插入Tn7772-2右侧IS26位点，产生反向重复结构。

3.6-3.7 转移实验
虽然接合转移失败（与VRprofile2预测的非移动性质粒特性一致），但pQL57EC-1能以10^-12效率转化DH5α，使氨苄西林等药物MIC值提升64-256倍，证实ARGs的功能性表达。

这项研究首次报道了动物源大肠杆菌中携带Tn7772的新型嵌合质粒，其重要性体现在三方面：首先，Tn7772通过IS26介导的模块化重组进化，整合了四环素、氟苯尼考等临床重要抗生素的耐药基因；其次，该转座子在猪源大肠杆菌与人源沙门氏菌质粒中的高度保守性，揭示了耐药基因跨物种传播的"基因高速公路"；最后，质粒虽缺乏自主转移元件但可通过转化传播，提示在特定环境压力下（如抗生素选择压力）可能借助辅助质粒实现广泛传播。研究结果为理解耐药基因在动物-人类-环境界面的传播规律提供了新视角，对制定"One Health"策略防控耐药性传播具有重要指导意义。论文发表于《Journal of Global Antimicrobial Resistance》，数据已存入NCBI（登录号：CP172108-CP172110）。