意大利肉鸡结肠弯曲菌菌株全基因组特征分析：质粒与染色体上抗菌药物耐药性决定因子的分布与传播机制

《Scientific Reports》：Comprehensive analysis of chromosomal and plasmid-borne AMR determinants in Campylobacter coli Italian isolates from broilers

　　

摘要

结肠弯曲菌（Campylobacter coli）是一种重要的人畜共患病原菌，由于其与空肠弯曲菌（Campylobacter jejuni）具有密切的系统发育关系并共享相似的生态位，它还是可在该两个物种之间水平转移的抗菌药物耐药性（AMR）决定因子的重要储源。本研究对2022年欧盟统一监测计划期间从肉鸡中分离的意大利结肠弯曲菌菌株进行了基因组概览分析，重点探讨了质粒及其他移动遗传元件在维持和传播获得性AMR中的作用。共分析52株菌株，采用Illumina短读长全基因组鸟枪法测序及计算机基因组特征分析，包括核心基因组多重序列分型（cgMLST）、获得性AMR和毒力基因筛查以及耐药相关突变检测。其中8株菌株另采用牛津纳米孔长读长测序，并通过混合组装（Unicycler v0.4.9和v0.5.1；Plassembler v1.6.2）进行重建，以解析染色体和质粒结构，获得完整的基因组特征分析。核心基因组分析揭示了该群体具有高度克隆性的种群结构，cgMLST能够将其区分为关系密切的聚类，这些聚类大多共享相似的AMR基因型谱。AMR决定因子广泛存在，包括tetO基因的高流行率（92%，48/52）、bla_OXA基因（71%，37/52）以及与氟喹诺酮类药物相关的gyrA T86I替换（88%，46/52）。混合组装结果显示，尽管获得性AMR传统上被认为与质粒相关联，但大多数耐药决定因子位于染色体上，通常处于提示转化或转座的背景中（如IS元件相关排列），而质粒携带的耐药基因仅在部分菌株中被明确鉴定。总体而言，本研究发现支持结肠弯曲菌作为临床相关AMR及毒力相关基因组决定因子储源的作用，无论是位于染色体还是质粒上；同时强调了混合测序在准确重建完整基因组结构、从而实现对这些基因组的全面特征分析方面的附加价值。此外，我们还创建了一种定制化的cgMLST方案，作为比较基因组同质性弯曲菌群体时高度灵敏且具有良好区分力的工具。