沙门氏菌巴拿马血清型的全球多样性、进化与基因组流行病学研究

本研究针对非伤寒沙门氏菌巴拿马血清型(S Panama)全球传播与侵袭性疾病的关联性问题，通过整合1931-2019年跨国监测数据与基因组分析，首次揭示其四大地理分支(C1-C4)的种群结构、耐药性(AMR)区域特征及侵袭性遗传标记，为国际监测提供重要基线。欧洲分支(C2)和亚洲-大洋洲分支(C4)携带多重耐药基因(MDR)且侵袭指数显著升高，对公共卫生防控具有警示意义。

　　

沙门氏菌是全球食品安全和公共卫生的重要威胁，其中非伤寒沙门氏菌每年导致1.53亿例胃肠炎和53.5万例侵袭性感染。尽管血清型Typhimurium和Enteritidis备受关注，但巴拿马血清型(Salmonella enterica serovar Panama, S Panama)在加勒比海、欧洲和亚洲频繁引起血流感染和脑膜炎，尤其对儿童危害显著。令人担忧的是，这种血清型既缺乏系统的基因组研究，其耐药性演变规律和侵袭性分子机制也长期不明。

为填补这一空白，来自英国健康安全局(UKHSA)、法国巴斯德研究所(Institut Pasteur)和澳大利亚墨尔本公共卫生实验室(MDU PHL)的研究团队开展了首个大规模S Panama基因组流行病学研究。研究人员整合了1931-2019年间六大洲45个国家的836株菌株（其中559株为本研究新测序），涵盖临床、动物和环境样本。通过全基因组测序(WGS)结合系统发育分析，绘制了该血清型的全球传播图谱，相关成果发表在《The Lancet Microbe》。

研究采用多组学技术策略：基于Illumina和纳米孔测序平台完成基因组组装；使用RAxML-NG和RhierBAPs构建最大似然树和贝叶斯种群结构模型；通过ResFinder和PointFinder数据库注释耐药基因；应用BactDating估算进化时间尺度；采用196基因模型计算侵袭性指数。特别对1966年法国医院暴发菌株进行质粒重建，解析耐药基因的传播机制。

研究结果揭示四大发现：

1. 种群结构
   系统发育分析鉴定出四个地理关联分支：拉丁美洲-加勒比分支(C1，占64%)、欧洲分支(C2)、马提尼克分支(C3)和亚洲-大洋洲分支(C4)。欧洲分离株呈现克隆扩张特征，与1970年代猪肉产业传播史吻合。

2. 耐药特征
   86%菌株对抗生素全敏感，但欧洲(C2)和亚洲分支(C4)集中了93%的耐药株。发现两个主要耐药谱：携带aadA1-bla_TEM-1B-cmlA1-dfrA12-sul3-tetA的IncN质粒(36%)和aph(3'')-Ib-bla_TEM-1B-dfrA14-sul2-tetA基因簇(12%)。1966年法国暴发菌株中鉴定出45kb的pPan376-IncN质粒，证实历史与当代耐药质粒的独立进化。

3. 进化动态
   贝叶斯分析显示所有分支最近共同祖先(MRCA)可追溯至1555年。欧洲分支(C2)在1879年分化后，于1970年代伴随抗生素使用出现扩张。亚洲分支(C4)进化速率显著快于其他分支。

4. 侵袭潜力
   欧洲分支(C2)侵袭指数最高(0.2474)，显著高于其他分支(p<0.0001)，其基因组中196个侵袭预测基因的保守性提示更强的系统性感染能力。

这项研究首次绘制了S Panama的全球基因组图谱，揭示耐药克隆的跨大陆传播风险。欧洲和亚洲流行株同时具备多重耐药性和高侵袭性的特征，这对国际监测提出新挑战。研究者建议将基因组分型纳入公共卫生响应体系，特别关注携带IncN质粒的C2分支。该成果为理解沙门氏菌宿主适应机制提供了新模式——不同于Typhimurium等血清型，S Panama通过质粒获得耐药性而非大规模基因组退化来实现致病力进化。未来需建立动物-环境-人类传播链的联合监测网络，以遏制这类"双重威胁"病原体的扩散。