基于全基因组测序的南非零售肉类肠耶尔森菌基因组流行病学特征研究

《BMC Genomics》：Whole-genome sequencing reveals the genomic epidemiology of Yersinia enterocolitica in South African meat and global populations

摘要

背景

肠耶尔森菌是一种全球分布的食品传播病原体，其在肉类生产链中的重要性日益受到关注；然而，其在南非的基因组流行病学特征仍缺乏充分描述。

方法

本研究采用全基因组测序（WGS）技术，对从零售肉类和肉制品中分离的肠耶尔森菌的群体结构、抗菌药物耐药性（AMR）及毒力决定因子进行了调查，并将这些发现置于全球基因组框架中进行阐释。共对来自牛肉和猪肉样本的23株分离株进行了测序，其中保留了18株高质量基因组，并与356个公开可获得的食物相关基因组一并进行了分析。

结果

基于核心基因组多位点序列分型（cgMLST）的系统发育基因组学分析揭示了四个主要谱系的聚类特征，其中南非分离株主要属于全球广泛分布的HC1490_10分支。多位点序列分型在本地分离株中鉴定出11种序列型别，包括可能较为少见的谱系（ST661、ST329、ST173和ST352），而ST3、ST18和ST178则代表全球广泛分布的常见谱系。泛基因组分析显示了显著的基因组可塑性，呈现出开放的泛基因组结构，以高比例的辅助基因和云基因为特征，在全局数据集中尤为突出。抗菌药物耐药性分析揭示了一个保守的固有耐药组，以β-内酰胺酶基因（blaA和ampC）和药物外排相关决定因子为主导，而获得性耐药基因则以低频率检出且仅局限于HC1490_10分离株。毒力分析表明，南非分离株缺乏质粒相关的致病性决定因子，包括III型分泌系统相关基因，被归类为非致病性生物型1A。相比之下，致病性谱系（HC1490_2）同时携带染色体编码和质粒编码的毒力因子。可移动遗传元件分析鉴定出多种多样的质粒和前噬菌体，凸显了它们在基因组可塑性和水平基因转移中的作用，尽管未检出与质粒相关的AMR基因。

结论

虽然非致病性谱系的占主导地位暗示当前毒力风险较低，但全球广泛分布谱系的存在凸显了致病性变体出现的可能性。这些发现支持将基因组监测纳入食品安全和"同一健康"框架之中。