从尿路感染中分离的一株产NDM-5中国华西杆菌的草图基因组

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome of an NDM-5-producing Huaxiibacter chinensis isolated from a urinary tract infection

　　

摘要

中华华夏杆菌 是一种新近提议的肠杆菌科物种，其公开基因组数据较少。我们报道了尿液分离株195099的草图基因组，该菌株携带多重耐药基因，包括bla_NDM-5，从而记录了这一罕见物种的碳青霉烯耐药临床分离株。

公告

抗菌药物耐药性仍然是全球重大威胁，尤其是产碳青霉烯酶肠杆菌科细菌（1）。中华华夏杆菌 及其属华夏杆菌 于2022年基于一份人体痰液分离株被提议命名（2）。来自水貂肺炎（3）和冬眠蝙蝠（4）的报道表明其宿主关联生态位具有多样性，但基因组数据仍然有限，GenBank中仅有六个组装数据可用。在此，我们报道一例来自人体尿液分离株的临床中华华夏杆菌 基因组。

2023年，我们在本院一名行根治性膀胱切除术后发生尿路感染的患者尿液中分离得到菌株195099。分离方法为将样本接种于LB琼脂平板（ Hopebio，中国青岛）上，于37°C进行过夜需氧培养。该分离株最初通过MALDI-TOF MS（Bruker Daltonics，德国不莱梅）被鉴定为克雷伯菌属 的阴沟肠杆菌 复合群，并采用Vitek II系统（bioMérieux，法国Marcel-l'étoile）进行抗菌药物敏感性试验。将单个菌落接种于LB肉汤中，在37°C下过夜培养，随后使用QIAamp DNA Blood Mini Kit（Qiagen，德国希登）提取基因组DNA。根据制造商的方案，未作修改，使用NEBNext Ultra II DNA Library Prep Kit for Illumina（New England Biolabs，美国马萨诸塞州伊普斯威奇）从350 bp片段化DNA构建文库。使用NovaSeq 6000（Illumina，美国加利福尼亚州圣地亚哥）测序，生成4,377,249对150 bp双端读段，总计1.31 Gb，约为262倍覆盖度。使用fastp v1.3.6（5）进行质量控制，并使用SPAdes v4.2.0分离株模式进行从头组装（6）。物种鉴定通过与肠杆菌科模式菌株基因组进行平均核苷酸一致性（ANI）分析来确定，使用skani v0.3.2（7）。使用AMRFinderPlus v4.2.7检测抗菌药物耐药基因（8）。使用Snippy v4.6.0（https://github.com/tseemann/snippy）进行全基因组单核苷酸多态性（SNP）分析，随后使用IQ-TREE v3.1.2（9）在GTR + F + ASC + G4模型下，进行1000次超快速自举推断。除另有说明外，均使用默认设置。

该草图基因组由57个连续体组成，总长5,010,389 bp，N₅₀ 为387,278 bp，G+C含量为53.98%。NCBI质量评估和PGAP v6.11（10）注释显示完整度为100%，并鉴定出4,692个编码基因、108个RNA基因和56个假基因。ANI分析显示与中华华夏杆菌 模式菌株（GCA_022171985.1）的一致性为99.84%，将菌株195099重新分类为中华华夏杆菌。耐药组包括bla_NDM-5、bla_OXA-10、aadA1、ant(2″)-Ia、catA1、catB8、oqxA、oqxB、sul1和ble，与对阿莫西林-克拉维酸（MIC ≥ 32 μg/mL）、氨苄西林-舒巴坦（≥32 μg/mL）、头孢他啶（≥64 μg/mL）、头孢吡肟（16 μg/mL）、多立培南（≥8 μg/mL）、亚胺培南（≥16 μg/mL）、美罗培南（≥16 μg/mL）、环丙沙星（≥4 μg/mL）和左氧氟沙星（4 μg/mL）的耐药性一致，同时对头孢美唑（≤1 μg/mL）和替加环素（≤0.5 μg/mL）仍然敏感。

基于全基因组SNP的系统发育分析显示，菌株195099与五个纯培养中华华夏杆菌 基因组存在广泛的地理、来源和遗传多样性（图1）。菌株195099与埃塞俄比亚分离株及模式菌株关系最密切，分别相差857和928个SNP，而与其余基因组的距离均超过30,000个SNP。这些发现记录了一株中华华夏杆菌 碳青霉烯耐药临床尿液分离株，并强调了这一罕见物种作为具有重要临床意义耐药基因的潜在储存库。

图1

图1 中华华夏杆菌 195099株与五个公开纯培养基因组的基于全基因组SNP的系统发育树。宏基因组衍生组装（GenBank登录号 GCA_052110535.1）已从分析中排除。元数据包括菌株标识符、分离年份、地理来源、分离来源、组装登录号以及主要与碳青霉烯类、头孢菌素类、氟喹诺酮类和粘菌素耐药性相关的抗菌药物耐药基因。分支颜色代表自举支持值，范围为70（红色）至100（绿色）。比例尺表示每位的替换数。菌株Eth.Aa.T.T. 006根据BioSample描述被归类为植物来源，其中提到它分离自埃塞俄比亚药用植物Artemisia abyssinicus，但未发现相关出版物。

致谢

本工作得到国家自然科学基金（项目号82002177）资助。