从科索沃零售鸡肉中分离出的多重耐药大肠杆菌的基因组序列草图

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome sequence of multidrug-resistant Escherichia coli isolated from retail chicken liver in Kosovo

解析科索沃零售鸡肉肝脏中多重耐药大肠杆菌UA1 draft基因组，含86个contig（N50≈150 kb）和214个scaffold（N50=357,836 bp），检测到bla EC-18、CTX-M-55、dfrA36等ARGs，毒力基因如fimH31、hlyE及四类质粒（IncFIA等），机器学习预测人类病原性概率0.937，揭示食品链中耐药基因传播风险。

　　

摘要

我们报告了来自科索沃零售鸡肉中的多重耐药性大肠杆菌（Escherichia coli）UA1的基因组草图，其中包含耐药基因（blaEC-18、blaCTX-M-55和dfrA36）、毒力基因以及质粒。该基因组被组装成86个contig和214个scaffold，揭示了抗菌素耐药性在食物链中的传播情况。

公告

食物中的抗菌素耐药性（AMR）是一个日益严重的公共卫生问题，需要在研究不足的地区进行监测以指导相应的缓解措施（1）。我们报告了来自科索沃零售鸡肉中的多重耐药性大肠杆菌的基因组草图，对其基因组内容、耐药基因、质粒和致病潜力进行了分析。

该分离株来源于科索沃的零售鸡肉（购买自市场；未涉及人类或动物样本）。根据NARMS协议（2），将约50克鸡肉在250毫升BPW培养基中手动清洗3分钟；取50毫升清洗液在50毫升双倍浓度的MacConkey肉汤中富集24小时；然后划线接种到MacConkey琼脂上培养24小时；再将典型菌落转接到血琼脂上培养18-24小时。通过MALDI-TOF MS（Bruker Microflex LRF，Biotyper v3）确认了大肠杆菌的身份。耐药性检测按照CLSI M100-Ed35指南（3）使用CMV3GANF平板进行，培养条件为37°C，培养时间为16-20小时，分析软件为SWIN v3.3。结果显示该菌株对阿奇霉素、头孢西丁、头孢曲松、环丙沙星、庆大霉素、链霉素、磺胺异噁唑和四环素具有耐药性；对头孢噻呋表现出中等敏感性。

对于基因组DNA，将单个菌落过夜培养（18小时）在37°C的脑心浸出液培养基中，然后使用DNeasy PowerLyzer Microbial Kit（Qiagen）提取DNA。使用Qubit荧光计评估DNA的数量和质量。文库制备采用Nextera XT DNA Library Prep Kit（Illumina）按照制造商的流程进行；基因组DNA经超声处理至约350 bp长度，进行末端修复、接头连接和PCR扩增。测序工作由CD Genomics公司在Illumina NovaSeq 6000平台上完成，生成233 bp的双端读取序列，共获得9,019,931对读取数据（平均覆盖度约为823倍）。使用FastQC v0.12.1（4）评估读取质量，并使用Trimmomatic v0.39（5）进行数据修剪。组装使用SPAdes v3.15.5（6），注释使用NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline（PGAP；v6.8）（7）。耐药基因的检测使用ABRicate v0.2-0（8），质粒复制子的检测使用PlasmidFinder v2.0.1（9），血清型的鉴定使用SerotypeFinder v2.0（10），MLST分析使用mlst v2.23.0（11），毒力基因的鉴定使用VirulenceFinder v2.0（12），fimH等位基因的鉴定使用FimTyper v1.0（13），致病概率的评估使用PathogenFinder v2.0（14）。除非另有说明，所有软件均使用默认参数。

该基因组草图全长为5,192,718 bp，GC含量为51%，组装成86个contig（contig N50约为150 kb）和214个scaffold（scaffold N50 = 357,836 bp）。注释结果显示存在5,088个基因。检测到的耐药基因包括blaEC-18、blaCTX-M-55和dfrA36；毒力因子包括anr、csgA、fdeC、fimH（fimH31）、gad、hlyE、lpfA、nlpI、papA_F19、shiA、shiB、terC、tia、traT、yehA–D和yghJ。通过in silico分型方法确定为O8:H7血清型和ST1642血清型。质粒复制子分析发现该菌株存在四种质粒不相容类型，包括IncFIA（AP001918）、IncFIB（AP001918）、IncQ1（M28829）和p0111（AP010962）。机器学习致病性预测模型估计该菌株对人类的致病概率为0.937。这些基因组发现与观察到的表型耐药性一致，表明存在多种可能促进食物链中抗菌素耐药性传播的移动遗传元件。

该基因组有助于区域性的抗菌素耐药性监测、研究不足地区中的食物来源大肠杆菌的比较研究，以及持续监测零售肉类中的临床相关耐药性决定因素。

致谢

本研究得到了美国农业部国家食品与农业研究所（ID编号WYO-618-20）、华盛顿大学农业、生命科学和自然资源全球视角资助计划的支持，以及美国国立卫生研究院国家普通医学科学研究所的机构发展奖（IDeA，资助编号2P20GM103432）的资助。