《Frontiers in Microbiology》：Whole-genome analysis and phenotypic antimicrobial resistance of Staphylococcus aureus isolated from foods in Northern Kazakhstan
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摘要翻译：葡萄球菌性食物中毒广泛存在，造成重大的公共卫生问题。本研究旨在利用全基因组测序技术，对来自哈萨克斯坦北部食品中的金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）分离株进行基因组特征和抗菌药物敏感性分析。研究共纳入42株食品源分离株，来源于
摘要翻译：葡萄球菌性食物中毒广泛存在，造成重大的公共卫生问题。本研究旨在利用全基因组测序技术，对来自哈萨克斯坦北部食品中的金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）分离株进行基因组特征和抗菌药物敏感性分析。研究共纳入42株食品源分离株，来源于生鲜食品（牛奶、鸡胸肉、牛肉、马肉、半成品肉制品）和即食食品（酸奶油、黄油、金枪鱼罐头、熟食菜肴）。所有分离株均于2024年6月至2025年6月期间在哈萨克斯坦北部（阿斯塔纳和科斯塔奈地区）采集的独立样本中获得。研究人员采用抗菌药物敏感性试验、全基因组测序、多位点序列分型（MLST）以及耐药、肠毒素和毒力基因分析对分离株进行表征。21.4%（9/42）的食品源分离株检测出头孢西丁表型耐药（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌表型），所有相应菌株均携带与甲氧西林耐药相关的mecA基因。9.5%（4/42）的食品源分离株被鉴定为多重耐药（MDR）。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌菌株中的主要序列型（ST）为ST22（9株中8株）。仅有一株Sa847_KZ呈现真正不确定/未解析的图谱。在经典肠毒素基因中，sea在4.8%（2/42）和sec在9.5%（4/42）的食品源分离株中检出。非经典肠毒素基因更为普遍：seg在57.1%（24/42）和sei在19.0%（8/42）的食品源样本中检出。编码可导致严重急性疾病的毒素的tsst基因在28.6%（12/42）的食品源分离株中被检出——这一流行率显著高于全球大多数其他地区食品源金黄色葡萄球菌中tsst基因的报道水平。研究结果强调，哈萨克斯坦北部需要加强食品质量控制和抗菌药物耐药性监测，以预防食物中毒事件的发生。
论文解读文章：
**研究背景与问题**
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是一种革兰氏阳性、兼性厌氧球菌，凭借其对高盐浓度、宽温度范围和干燥环境的耐受性，加之丰富的毒力因子谱系，成为全球范围内食源性疾病的主要病原体之一。世界卫生组织估计，不安全食品每年导致约6亿例食源性疾病，造成3300万健康生命年损失。葡萄球菌性食物中毒（SFP）由金黄色葡萄球菌的热稳定肠毒素引起，其毒素在食品热加工后仍能保持生物活性，构成独特的食品安全威胁。抗菌药物耐药性（AMR）的加速发展尤为令人担忧，预计到2050年耐药感染导致的死亡人数将达1000万例，其中47.3%发生在亚洲地区。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）已超越传统医疗机构关联，在食品链中牢固确立。然而，中亚及后苏联地区在食品源金黄色葡萄球菌的全基因组测序（WGS）研究方面严重缺乏，哈萨克斯坦的相关数据仅限于表型研究和基于PCR的个别耐药基因分析，缺乏基因组信息限制了对克隆谱系、耐药组和毒力组的全面表征。鉴于哈萨克斯坦北部地处欧亚贸易走廊交汇点，开展该区域食品源金黄色葡萄球菌的基因组流行病学监测具有重要的公共卫生战略意义。
**研究内容与结论**
研究人员于2024年6月至2025年6月在哈萨克斯坦北部（阿斯塔纳和科斯塔奈地区）采集了181份食品样本，从中分离出42株金黄色葡萄球菌，总体流行率为23.2%。所有分离株均来自独立阳性样本（1:1比例），涵盖生鲜食品（生牛奶、马奶、鸡胸肉、牛肉、马肉、半成品肉制品）和即食食品（酸奶油、黄油、金枪鱼罐头、熟食菜肴）。通过抗菌药物敏感性试验、全基因组测序、多位点序列分型（MLST）及耐药、肠毒素和毒力基因分析，研究揭示了以下关键发现：21.4%的分离株为MRSA表型，全部携带mecA基因；主要MRSA克隆为ST22（8/9）；9.5%为多重耐药菌株；非经典肠毒素基因seg（57.1%）和sei（19.0%）的流行率显著高于经典肠毒素基因sea（4.8%）和sec（9.5%）；tsst基因检出率高达28.6%，明显高于全球多数地区食品源菌株的报道水平。该研究首次提供了哈萨克斯坦北部食品链中金黄色葡萄球菌的基因组特征，鉴定出携带耐药-高毒力联合图谱（blaZ-mecA-lnuA与tsst-1及egc肠毒素簇）的ST22-MRSA克隆，提示国际重要流行克隆已在当地食品链中循环。该论文发表在《Frontiers in Microbiology》期刊。
**主要关键技术方法**
研究人员采用以下主要技术方法：样本采集采用便利抽样法，涵盖农场和零售商店；菌株分离使用显色培养基（Chromatic Staph. aureus琼脂）和Baird-Parker琼脂进行选择性培养，最终鉴定采用MALDI Biotyper质谱系统（Bruker Daltonik）；抗菌药物敏感性试验采用肉汤微量稀释法，依据EUCAST v.16.0标准判读；全基因组测序采用Illumina MiSeq平台（PE600循环），原始读段经FastQC和Trim Galore质控，使用Unicycler进行de novo组装；分子分型采用MLST（基于7个管家基因）和核心基因组SNP系统发育分析（CSI Phylogeny v1.4）；耐药基因和毒力基因分别通过ResFinder、CARD和VFDB数据库鉴定；采用CRISPRCasFinder检测CRISPR/Cas系统，使用PHASTEST预测前噬菌体区域。
**研究结果**
**食品中金黄色葡萄球菌的流行率**：181份食品样本中42份检出金黄色葡萄球菌，总流行率23.2%。牛奶是最常污染的食物基质（17/42），其次为生鸡肉（9/42）、半成品肉制品（4/42）和即食乳制品（5/42）。78.6%阳性样本来自生鲜产品，21.4%来自即食产品。
**表型特征**：所有42株分离株均为革兰氏阳性、凝固酶阳性球菌，在血琼脂上表现β-溶血。抗菌药物敏感性试验显示，83.3%（35/42）对青霉素耐药，21.4%（9/42）对头孢西丁耐药（MRSA表型），对四环素（11.9%）、氯霉素（11.9%）、红霉素（9.5%）、克林霉素（7.1%）、环丙沙星（4.8%）、甲氧苄啶/磺胺甲恶唑（2.4%）耐药率较低，未检出对庆大霉素、万古霉素、利奈唑胺和呋喃妥因的耐药。
**分子分型**：基于MLST分析，共鉴定出12种序列型（ST），主要ST为ST97（28.57%）、ST22（16.67%）、ST5（9.52%）和ST151（9.52%）。补充SRST2分析解决了6株初始未分型菌株，确认Sa142_KZ为ST22（使ST22在MRSA中占88.89%），Sa2206_KZ为ST398（牲畜相关MRSA），3株鉴定为推定ST20变异体，仅Sa847_KZ保持真正不确定。
**耐药决定因子**：blaZ基因（β-内酰胺酶）总体检出率57.1%（24/42），mecA基因检出率21.4%（9/42），lnuA基因（林可酰胺核苷酸转移酶）19.0%（8/42），tetK（4.8%）和tetM（9.5%）主要存在于牛奶源菌株。染色体调控基因mgrA（100%）、arlR（95.2%）和mepR（92.9%）呈高度保守。相关性分析显示mecA与头孢西丁完全正相关（r=1），lnuA与头孢西丁强正相关（r=0.929）。
**肠毒素基因**：经典肠毒素基因sea（4.8%）和sec（9.5%）检出率较低；非经典肠毒素基因seg（57.1%）和sei（19.0%）占优势。肠毒素样基因set7和set16检出率最高（各71.4%），yent2在牛奶源菌株中检出率达76.5%。
**毒力基因与前噬菌体**：tsst基因总体检出率28.6%（12/42），鸡肉源菌株最高（41.7%）。溶血素基因hlgA、hlgB、hlgC检出率100%，hly/hla检出率最高。白细胞素基因lukD检出率73.8%，lukE仅2.4%，lukM为11.9%。未检出确认的CRISPR位点，但28.6%菌株携带Cas3蛋白。37/42株含至少一个前噬菌体元件，最常见为PHAGE_Staphy_DW2、PHAGE_Staphy_vB_SauS_phi2和PHAGE_Staphy_JS01。
**讨论与结论**
研究人员指出，本研究是哈萨克斯坦乃至中亚地区首个基于全基因组水平的食品源金黄色葡萄球菌表征。ST22-MRSA克隆携带blaZ-mecA-lnuA与tsst-1及egc肠毒素簇的联合耐药-高毒力图谱，表明国际重要流行谱系已在当地食品链循环。tsst基因28.6%的检出率显著高于全球多数食品调查，与俄罗斯即食食品数据（28.6%）高度接近，可能提示后苏联地区共有的流行病学走廊。克隆结构（ST97>ST22>ST5）区别于中国、西欧和韩国，凸显区域特异性基因组监测的重要性。非经典肠毒素基因（seg、sei）的优势流行提示当前仅检测sea-see的食品安全筛查面板存在诊断盲区。研究局限性包括样本量有限、短读长测序无法完全解析质粒结构、肠毒素表达未经验证、blaZ阴性菌株青霉素耐药机制未明。未来计划采用长读长测序（Oxford Nanopore）对携带三重耐药图谱的MRSA ST22分离株进行深入研究。初步发现支持将WGS分型纳入哈萨克斯坦北部国家食品安全监测系统，重点关注乳制品和家禽供应链中的MRSA-ST22谱系追踪，扩展常规肠毒素筛查面板以包含egc簇基因和tsst-1，并与邻国建立双边数据共享框架以监测跨边界AMR克隆传播。
