中国blaNDM基因的进化传播与遗传动力学：碳青霉烯耐药性的公共卫生挑战

【编辑推荐】本研究系统解析了中国blaNDM基因的流行病学特征，揭示其通过人畜环境传播链扩散的规律，发现blaNDM-5正逐步取代blaNDM-1成为优势亚型，肠杆菌科细菌成为主要载体。特别警示blaNDM与tet(X)共携带菌株的跨物种传播风险，为耐药防控提供重要数据支撑。

　　

中国bla_NDM耐药基因的传播图谱与进化特征

背景：

作为能水解β-内酰胺类抗生素的金属酶编码基因，bla_NDM在中国的流行已成为重大公共卫生威胁。研究团队整合1021株阳性菌株（含67株新测序菌株），首次绘制了该基因在中国的完整传播图谱。

主要发现：

1. 亚型更替现象：

   bla_NDM-5正以年均23%的增速取代bla_NDM-1的主导地位（2015年后占比达58%）。这种进化选择可能与bla_NDM-5更高的酶活性相关。

2. 宿主转换趋势：

   早期以不动杆菌属（Acinetobacter）为主（2010年占82%），2015年后肠杆菌科（Enterobacteriaceae）成员包括大肠杆菌（Escherichia）、克雷伯菌（Klebsiella）和肠杆菌（Enterobacter）成为主要载体（合计占比75%），这类菌株更易通过人际接触传播。

3. 地理传播路径：

   基于贝叶斯系统发育分析发现，四川可能是主要扩散源：

   • 肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）从四川向山东、广东扩散

   • 大肠杆菌（E. coli）向河南、浙江传播

   • 霍氏肠杆菌（E. hormaechei）则向新疆等西部地区迁移

4. 跨物种传播循环：

   52.2%菌株分离自患者，22.4%来自禽类，11%源于其他哺乳动物，形成"养殖场-环境-医院"的完整传播链。苍蝇作为潜在媒介的阳性检出率达4.4%。

5. 超级耐药威胁：

   发现15株bla_NDM与tet(X)共携带菌株，其中：

   • 大肠杆菌GCA_015217905.1携带8个tet(X3)拷贝

   • tet(X4)亚型（MIC=8mg/L）与bla_NDM-5的组合在2019年后出现

     虽然目前仅见于畜禽样本，但传播模型预测其人类感染风险极高。

分子机制突破：

1. 遗传环境多样性：

   68%菌株保留Tn125核心结构（bla_NDM-ble-trpF-tat-dct），但下游P_4至P_8位点出现高频基因重组（IS91、IS6等插入）。

2. 新型转座元件：

   除经典Tn125外，鉴定出6种潜在转座结构：

   • IS5-IS91组合（35例）

   • Tn3-Tn3（IS3000）对称结构

   • IS26（IS6家族）介导的捕获机制

防控启示：

研究建议重点监测西南至沿海的传播走廊，加强畜禽养殖业抗生素管控，并对bla_NDM-5和tet(X4)共携带菌株建立早期预警系统。该成果为制定精准防控策略提供了分子流行病学依据。