鲍曼不动杆菌属质粒全景分析揭示抗菌素耐药性传播新机制

【字体: 时间:2025年07月23日 来源:npj Antimicrobials and Resistance

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  本研究针对鲍曼不动杆菌属(Acinetobacter)质粒介导的抗菌素耐药性(AMR)传播机制不明的问题,通过分析1846个完整质粒序列,更新了鲍曼不动杆菌质粒分型(APT)方案至257个Rep类型,揭示了R3型质粒两大进化分支(A/B)的宿主特异性分布规律,首次证实环境非鲍曼不动杆菌种是重要AMR基因(如blaOXA-23、blaNDM)的潜在储存库。该研究为追踪耐药质粒传播提供了新框架,对制定AMR防控策略具有重要价值。

  

在抗生素耐药性危机日益严峻的今天,鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)作为医院获得性感染的"头号杀手",其多重耐药性问题尤为突出。这种"超级细菌"对碳青霉烯类等最后防线抗生素的耐药性,已迫使世界卫生组织将其列为最高优先级威胁。然而,长期以来科学界对鲍曼不动杆菌属质粒的认知存在明显局限——多数研究仅聚焦于临床分离的A. baumannii,而忽视了整个属内质粒的多样性及其在耐药基因(ARGs)跨种传播中的作用。

悉尼科技大学澳大利亚感染与免疫研究所(Australian Institute for Microbiology and Infection, University of Technology Sydney)的Mehrad Hamidian团队在《npj Antimicrobials and Resistance》发表的最新研究,通过对1846个完整质粒的系统分析,绘制了鲍曼不动杆菌属质粒的全景图谱。研究人员采用生物信息学方法对质粒复制起始基因(rep)进行分型,结合系统发育分析和耐药基因筛查,揭示了质粒介导的耐药传播新机制。

关键技术包括:(1)基于95%核苷酸相似度的CD-HIT聚类分析构建257个Rep类型的APT分型方案;(2)使用最大似然法对R1/R3/RP型rep基因进行系统发育分析;(3)通过ResFinder和CARD数据库筛查质粒携带的ARGs;(4)利用MOB-suite工具对非典型复制质粒进行分类。

质粒分型方案的重大扩展
研究团队将原有的91个Rep类型扩展至257个,其中新增166个类型。R3型(Rep_3)质粒占比最高(61%),包含200个亚型,其次是RP型(RepPriCT_1)32个亚型和R1型(Rep1)25个亚型。值得注意的是,437个质粒(23.7%)未编码已知Rep蛋白,暗示存在新型复制机制。

R3型质粒的进化分型与传播特性
系统发育分析揭示R3型rep基因分化为A/B两大分支。临床A. baumannii菌株特异的A2.2.2b和A2.2.2f亚支(

)携带70.5%的临床耐药质粒,主要传播blaOXA-23等碳青霉烯酶基因。而环境来源的A2.2.2dii亚支质粒在亚洲动物源非鲍曼菌株中广泛存在,66.7%携带ARGs,提示生态环境是重要耐药基因库。

RP-T1质粒的特殊传播模式
RP-T1型质粒(

)在A. baumannii中高度流行(69.8%),73个携带ARGs的质粒中,blaOXA-23和aphA6(氨基糖苷耐药)基因组合最常见。意外发现7个A. seifertii RP-T1质粒均携带Tn6080转座子,证明该质粒可跨种传播碳青霉烯耐药性。

无Rep质粒的耐药传播贡献
218个无Rep质粒中,24.3%携带碳青霉烯耐药基因,50.1%携带氨基糖苷耐药基因。pA297-3等接合性质粒在A. seifertii中广泛传播多重耐药基因,而pAba11510b型质粒仅存在于A. baumannii,显示质粒宿主适应性的多样性。

这项研究构建了迄今为止最全面的鲍曼不动杆菌属质粒分析框架,其重要意义体现在三方面:首先,更新的APT分型方案为全球耐药质粒监测提供标准化工具;其次,发现环境非鲍曼菌株是重要耐药基因储存库,改变了传统"以临床A. baumannii为中心"的防控观念;最后,揭示RP-T1等质粒的跨种传播能力,为理解耐药基因流动提供了新视角。该成果将助力开发针对质粒接合、稳定性的新型抗菌策略,为遏制"后抗生素时代"危机提供科学依据。

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