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blaNDM-1携带型ST2529 Salmonella Goldcoast的基因组特征与全球传播风险:耐药基因转移及克隆传播机制解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月01日 来源:BMC Genomics 3.7
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本研究针对携带blaNDM-1基因的多重耐药Salmonella Goldcoast ST2529菌株T67,通过全基因组测序和分子流行病学分析,揭示了其耐药质粒的转移机制及全球克隆传播特征。研究人员发现该菌株携带的IncFII型质粒pT67-1-NDM1可高效接合转移(效率达9.329×10-2),且483株全球ST2529菌株呈现克隆传播特征(SNP差异≤20)。该研究为碳青霉烯类耐药沙门菌的防控提供了关键科学依据。
研究背景
在全球公共卫生领域,非伤寒沙门菌(Non-typhoidal Salmonella, NTS)引发的食源性疾病每年导致数百万人感染。其中,Salmonella enterica serovar Goldcoast(S. Goldcoast)作为一种罕见但日益突出的病原体,近年来在欧洲和亚洲多国引发疫情。更令人担忧的是,碳青霉烯类抗生素作为治疗多重耐药革兰阴性菌感染的"最后防线",其耐药基因blaNDM-1在沙门菌中的出现,使得临床治疗面临严峻挑战。
绍兴大学附属医院临床检验科的研究团队在《BMC Genomics》发表的研究,首次报道了中国急性肠炎患者粪便中分离的blaNDM-1阳性ST2529型S. Goldcoast菌株T67。该菌株不仅对包括美罗培南在内的6类β-内酰胺类药物耐药,其携带的耐药质粒更展现出惊人的水平转移能力。
关键技术方法
研究采用Illumina和Nanopore双平台全基因组测序,通过Unicycler混合组装获得染色体和4个质粒的完整序列。利用CARD数据库分析耐药基因,PlasmidFinder鉴定质粒类型,ISfinder定位移动元件。通过滤膜接合实验评估blaNDM-1质粒转移效率(供体菌T67与受体菌E. coli EC600)。对NCBI数据库57株全球ST2529菌株进行核心基因组SNP分析,使用Snippy和Gubbins构建系统发育树。
研究结果
临床和微生物学特征
菌株T67对碳青霉烯类(美罗培南MIC=8μg/mL)和三代头孢(头孢曲松MIC>128μg/mL)耐药,仅对多粘菌素B和替加环素敏感。质粒pT67-1-NDM1(138,951bp)除blaNDM-1外,还携带bleMBL、qnrS1、floR和tet(A)等5类耐药基因,接合转移效率达9.329×10-2。
基因组特征和质粒
比较基因组显示pT67-1-NDM1与中国分离的pT2-4-4-ndm质粒(OM179752.1)同源性达100%。耐药基因两侧存在典型移动元件:上游为IS26-dsbC-trpF-bleMBL结构,下游为ISEcp1和IS100插入序列(图1)。

全球流行与系统发育分析
SNP分析揭示全球ST2529菌株(n=58)平均差异仅29个SNP,其中483对菌株满足克隆传播标准(≤20 SNP)。中国河南2019年分离的15株畜禽源菌株与临床株HN2(SNP=18)高度相似,提示跨宿主传播。更值得注意的是,爱尔兰株JE_S09-002257与英国环境株29325仅差2个SNP(图2)。

结论与意义
该研究首次证实blaNDM-1可通过IncFII型质粒在S. Goldcoast中高效传播,其遗传背景与S. Corvallis中blaNDM-1的IncA/C质粒存在显著差异。全球ST2529菌株呈现"一源多发"的克隆扩散模式,2019年中国河南的暴发可能源于畜禽-人跨种传播。研究为理解碳青霉烯耐药沙门菌的进化提供了三点启示:1)移动元件IS26/ISEcp1驱动blaNDM-1传播;2)IncFII质粒在NTS中可能形成新的传播谱系;3)需基于"One Health"策略加强ST2529的跨境监测。
这些发现不仅解释了临床分离株的耐药表型-基因型关联,更为重要的是,揭示了质粒介导的碳青霉烯耐药在沙门菌属中的潜在流行风险,为公共卫生防控提供了分子流行病学依据。
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