马红球菌(Rhodococcus equi)多宿主分布与毒力质粒驱动的宿主适应性进化研究

本研究通过全基因组测序和抗菌药敏试验，分析了37株瑞士分离的马红球菌(R. equi)及其251株公共基因组数据，揭示了VAPA/B/N毒力质粒(pVAP)的宿主特异性分布规律。研究发现ST-1/24等序列型与马源VAPA质株高度关联，而ST-62/76等新型序列型在人与反刍动物间共享VAPN质粒，首次证实染色体背景与质粒协同驱动宿主适应。该成果为理解人畜共患病传播机制提供了重要基因组学证据。

　　

在兽医和医学领域，马红球菌(Rhodococcus equi)一直是个令人头疼的"多面手"。这种土壤中的革兰氏阳性菌既能导致幼驹致命的化脓性肺炎，又是艾滋病患者的机会性病原体。更棘手的是，它携带的VAPA/B/N三类毒力质粒(pVAP)像"特洛伊木马"般赋予其入侵特定宿主细胞的能力。但长期以来，科学家们对质粒与染色体如何协同塑造宿主偏好的认知仍存在大片空白。

苏黎世大学食品安全与卫生研究所的Giovanni Ghielmetti团队在《BMC Microbiology》发表的重要研究，首次绘制了马红球菌全球种群基因组图谱。研究人员收集了跨越21年的37株临床分离株（涵盖人、马、牛等多宿主来源），结合251株公共基因组数据，采用全基因组测序(WGS)、核心基因组MLST(cgMLST)和抗菌药敏试验等关键技术，揭示了毒力质粒与宿主特异性序列型(ST)的精准匹配规律。

关键技术方法包括：1) 对37株分离株进行Illumina全基因组测序（平均覆盖度82.8×）；2) 建立含2737个基因的cgMLST分型方案；3) 通过traA/vapA/B/N基因PCR进行质粒分型；4) 使用Sensititre RAPMYCOI板测试17种抗生素MIC值；5) 对代表性菌株IMD-1031-12进行纳米孔测序获得完整线性质粒序列。

多宿主分布特征

马源菌株呈现显著的宿主限制性，ST-1/24等序列型仅存在于马匹且100%携带VAPA质粒。引人注目的是，瑞士牛源分离株中发现的ST-62/76等新型序列型同时出现在人类患者中，这些菌株均携带编码VapN蛋白的线性质粒。

质粒-宿主关联性

全球数据分析显示：78%马源菌株携带VAPA，而52%人源菌株含VAPN。猪源菌株中VAPB占比20%，环境样本中意外发现48%含VAPA质粒，提示马场土壤可能是持久储存库。

耐药基因特征

所有临床分离株对利福平-大环内酯类组合保持敏感，但在一株人源疑似新种中发现vanO糖肽耐药操纵子，包含vanH/O/X/S/R五个基因，与万古霉素耐药相关。

进化动力学

cgMLST分析揭示美国马场存在持续20年的ST-2287克隆群，而ST-36型猪源菌株在欧洲多国流行，证实某些谱系具有跨地域传播能力。

这项研究首次系统论证了马红球菌的宿主适应性是染色体背景（ST型）与质粒类型(pVAP)共同作用的结果。发现人畜共患ST型的流行提示食用未煮熟的污染肉类可能是传播途径，为公共卫生防控提供了分子流行病学依据。研究建立的cgMLST分型体系为全球监测耐药菌株传播奠定了方法学基础，而环境样本中高比例VAPA阳性菌株的发现改写了传统认知，提示需重新评估马场生物安全措施。

该成果的突破性在于：1) 揭示染色体-质粒协同进化机制；2) 发现新型人畜共患ST型；3) 建立首个包含2737个基因的标准化cgMLST方案。这些发现为开发宿主特异性疫苗和精准防控策略提供了关键科学依据，对保障动物健康和免疫缺陷患者安全具有重要实践价值。