临床克罗诺杆菌中可传播mcr-9.1质粒的涌现：CRISPR分型揭示噬菌体驱动进化与高风险谱系

《Applied and Environmental Microbiology》：Emergence of transmissible mcr-9.1 plasmids in clinical Cronobacter sakazakii: CRISPR typing unravels phage-driven evolution and high-risk lineage

这篇研究首次报道了临床克罗诺杆菌(Cronobacter sakazakii)中可转移的mcr-9.1质粒（IncFIB/IncHI2型）的传播特征，通过CRISPR分型技术（CT）解析了ST13/ST256菌株的噬菌体驱动进化路径，发现携带mcr-9.1的高风险谱系（如CT212）在临床与食品链间存在传播风险，为耐药基因监测提供了新型分子流行病学框架。

　　

临床克罗诺杆菌中mcr-9.1质粒的传播机制与进化特征

ABSTRACT

克罗诺杆菌(Cronobacter spp.)是引发新生儿败血症和脑膜炎的重要食源性病原体。尽管感染率较低，但对早产儿和免疫缺陷婴儿的致死率高达40-80%。本研究首次在临床分离的克罗诺杆菌中检测到黏菌素耐药基因mcr-9.1，揭示了其在ST13和ST256菌株中通过IncFIB和IncHI2质粒的沉默传播机制。

INTRODUCTION

黏菌素作为治疗碳青霉烯类耐药肠杆菌的最后防线，其耐药基因mcr家族（mcr-1至mcr-10）的传播引发关注。mcr-9虽表达水平较低，但在肠杆菌属中显示出独特的传播倾向。此前研究仅在食品源克罗诺杆菌中报道mcr-9.1，临床分离株的流行病学关联仍是空白。

MATERIALS AND METHODS

2015-2023年期间，从中国两家医院收集了7例克罗诺杆菌感染病例（5例婴儿，2例成人）。通过全基因组测序和CRISPR分型（基于23个间隔子）分析菌株特征。质粒接合实验以大肠杆菌J53为受体评估mcr-9.1的转移能力。

RESULTS

1. 1.

   临床菌株特征

   在3株临床分离株（ST13-bq、ST256-GZcsf-1和CRZK）中检出mcr-9.1，所有菌株对黏菌素表型敏感但携带耐药基因。ST256菌株的IncHI2质粒pGW1含19个耐药基因，可成功接合转移至大肠杆菌，介导对β-内酰胺类、四环素等多药耐药。

2. 2.

   遗传结构分析

   ST13菌株的mcr-9.1以IS1R-mcr-9.1-wbuc-qseC为核心结构，与IncFIB质粒相关；ST256菌株的IS903B-mcr-9.1-wbuc-IS26结构则关联IncHI2质粒。中国来源菌株的mcr-9.1阳性率显著（ST13:11.9%，ST256:40%）。

3. 3.

   CRISPR分型与进化

   60株菌被划分为19种CRISPR型（CT），mcr-9.1阳性株集中于特定CT（如CT212、CT222）。系统发育分析显示ST13形成三个谱系：

   • •

     谱系I/II携带1型祖先间隔子（靶向肠杆菌噬菌体BUCT554）

   • •

     谱系III保留2型祖先间隔子，其临床株bq与食品源株C.18（奶粉分离）亲缘最近

   • •

     过渡株1915004同时保留两种间隔子，提示噬菌体压力驱动进化分歧

DISCUSSION

研究首次证实mcr-9.1可通过接合质粒在克罗诺杆菌间水平转移。CRISPR分型揭示ST13谱系III可能通过选择性丢失1型祖先间隔子获得适应性优势，成为连接临床（CT212）与食品链（CT208）的高风险谱系。环境样本中ST256的检出暗示其可能通过非食品途径传播。

创新点

1. 1.

   建立CRISPR-enhanced分子流行病学框架，通过间隔子时序分析追溯菌株起源

2. 2.

   发现噬菌体互作塑造克罗诺杆菌进化的直接证据（如间隔子sak1-79靶向噬菌体终止酶）

3. 3.

   揭示mcr-9.1在临床菌株中的传播风险，为耐药监测提供预警

这项研究为理解克罗诺杆菌的耐药进化提供了新视角，其CRISPR分型方法可推广至其他新兴病原体的溯源研究。