非典型大肠杆菌作为tet(X4)阳性IncX1质粒隐匿储库的鉴定

《Microbial Pathogenesis》：Identification of atypical Escherichia coli as hidden reservoir of tet(X4)-positive IncX1 plasmid

　　非典型大肠杆菌利用适应性权衡实现较高的环境持久性。• 携带tet(X4)的稳定IncX1质粒能够实现跨物种抗性转移。• 低毒力的持久菌株作为抗微生物耐药性（AMR）传播的隐性储库。**引言**抗微生物耐药性（AMR）是全球公共卫生、经济发展和粮食安全面临的重大挑战，世界卫生组织（WHO）已将其列为"无声大流行病"[1]、[2]。最新的全因病负担（GBD）研究显示，截至2021年，全球每年约有471万人死亡与细菌AMR有关，其中114万人直接死于耐药细菌感染。预测在2025年至2050年间，若没有有效干预，全球将有累计3900万人直接或间接死于耐药细菌感染，可能导致全球GDP损失高达3.8%[3]。在多类抗微生物耐药病原体中，多药耐药的革兰氏阴性细菌由于其复杂的细胞壁结构和活跃的排出泵机制，治疗极为困难，成为临床抗感染治疗的噩梦[4]、[5]。特别是农业相关病原体中可移动耐药因子的出现和传播，严重加剧了这一公共卫生危机[6]、[7]。泰加环素被认为是治疗多重耐药（MDR）细菌感染（尤其是产碳青霉烯酶肠杆菌目细菌（CRE）和鲍曼不动杆菌所致感染）的最后一道防线抗生素[8]、[9]。2019年，研究人员首次发现了质粒介导的tet(X3)和tet(X4)基因，标志着泰加环素耐药性从通过染色体突变的垂直传播转向通过质粒介导的更具危险性的水平传播[10]、[11]。此后，陆续报道了从tet(X5)到tet(X22)的更多变异体[12]。更令人担忧的是，这些基因通常与ISCR2等可移动遗传元件共定位，使其在不同细菌属之间极易发生水平转移[13]。流行病学调查显示，tet(X4)已跨越物种边界，广泛分布于人类、牲畜、野生动物、食品生产链及环境中[14]。这种广泛的跨宿主传播不仅导致AMR的扩散，还通过"从农场到餐桌"的食品链严重威胁人类食品安全[15]、[16]、[17]。大肠杆菌不仅是重要的机会性致病菌，也是抗微生物耐药基因（ARG）获取和传播的关键指示菌和储库[18]、[19]。多项研究表明，大肠杆菌在泰加环素耐药基因的富集和传播中发挥着核心作用[20]、[21]。本研究鉴定了一株携带tet(X4)阳性IncX1质粒的非典型大肠杆菌，通过调查其生物学特性和耐药转移能力，证明了其作为AMR隐性储库的潜力。**各节摘要****细菌分离**2023年5月至2024年9月，我们调查了中国西南部养猪场大肠杆菌的AMR和基因组特征[16]。大肠杆菌的分离遵循标准微生物学程序。猪粪便样本接种于5毫升Luria-Bertani肉汤（北京兰博，中国）中，37°C培养24小时。富集培养的细菌转接至伊红美蓝琼脂平板（北京兰博，中国）上，37°C培养24小时。疑似菌落……**GX-3-49的基因组特征**基因组质量评估显示，GX-3-49的完整度为99.11%，污染率为0.82%。GX-3-49的基因组大小为4,661,821 bp，GC含量为50.46%。基于JSpeciesWS数据库的物种鉴定结果显示，与GX-3-49最为接近的所有菌株均为大肠杆菌，主要属于B2系统群；然而，这些匹配的Z-score值仅约为99.8%（图1A）。为进一步阐明GX-3-49的分类地位，我们分析了……**讨论**AMR对公共卫生构成重大威胁。包括大肠杆菌和产气荚膜梭菌在内的多种食源性病原体是AMR的重要储库。通过在不同生态位间的传播，这些细菌促进了耐药性的扩散，危及公共卫生安全[37]、[38]。本研究调查了一株非典型大肠杆菌的基因组特征，揭示了其作为耐药质粒隐性储库的潜力。**结论**综上所述，本研究在一株非典型大肠杆菌中鉴定了一株tet(X4)阳性IncX1质粒。该菌株表现出较低的增殖能力和毒力，但在酸性条件下的生物膜形成能力和耐受性显著增强，并且能够稳定保留和传播耐药质粒。尽管GX-3-49对高温更为敏感，但其较强的酸耐受性和生物膜形成能力支持其在农场及周围环境中长期持续存在。**CRediT作者贡献声明****王红宁：** 审稿和编辑、可视化、监督、调查、资金获取、概念化。**杨鑫：** 审稿和编辑、可视化、监督、调查、资金获取、概念化。**杜梦娇：** 审稿和编辑、撰写初稿、调查。**谢迪：** 撰写初稿、监督、调查。**张杰：** 审稿和编辑、撰写初稿、可视化、验证、调查……**利益冲突声明**作者声明不存在任何竞争利益。**数据可用性**数据将应要求提供。**资金支持**本研究由中国国家重点研发计划资助（项目编号：2022YFC2303900）。**竞争利益声明**? 作者声明不存在任何已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文所述工作。---张杰 | 吴科 | 杜梦娇 | 谢迪 | 许玲 | 彭鸿林 | 周毅 | 雷常伟 | 王红宁 | 杨鑫