南非牛亚临床乳房炎金黄色葡萄球菌CC97克隆群基因组特征及耐药决定因子研究

《BMC Microbiology》：Comparative genomics of bovine mastitis Staphylococcus aureus reveals a conserved CC97 lineage and first detection of ST7012 in South Africa

　　

摘要

金黄色葡萄球菌是牛乳房炎的一种致病病原，因其基因组可塑性、多样的毒力特征和抗菌药物耐药性，对动物健康和乳制品生产构成重大挑战。本研究调查了南非肯尼斯·卡翁达医生地区某单一农场50头奶牛中，与亚临床牛乳房炎相关的8株金黄色葡萄球菌分离株的基因组多样性、毒力潜力、抗菌药物耐药决定因子以及质粒复制子类型。对8株牛乳分离株进行了全基因组测序，并与全球牛源基因组（n = 209）进行比较。平均核苷酸一致性（ANI）分析表明，本研究中测序的8株南非分离株之间具有高度的基因组相关性（≥ 99.8%），表明它们在克隆复合群CC97（spa型t189）内共享同一克隆背景。比较基因组分析显示，这些分离株在全球CC97谱系内构成了一个紧密保守的ST7012亚支，与全球菌株相比基因组分化有限。泛基因组分析发现其呈开放式泛基因组（γ = 0.224），表明基因获取虽持续进行但受到一定限制，且附属基因组变异性较低。β多样性分析显示，在43LFONT菌株中检测到罕见的耐药决定因子差异，包括blaZ和质粒相关的adK，凸显了新兴耐药潜力的出现。全基因组单核苷酸多态性（SNP）系统发育分析进一步表明，南非分离株与来自弗里省（Free State Province）的测序牛分离株聚为同一簇，由72个SNP界定；尽管它们属于不同的序列型（ST8501），但共享同一CC97谱系。在对所有比较基因组中观察到保守的核心耐药组，包括mepA、mepR、norA、mgrA和tet(38)，而质粒携带的tet(K)基因仅局限于44LF2和45RF2菌株。这些分离株构成了一个全球分布谱系内基因组高度保守的亚系，这是首次在南非牛源样本中报道ST7012，并凸显了具有潜在临床意义的耐药决定因子的出现。这些发现表明，CC97内存在一个克隆结构的金黄色葡萄球菌种群，尽管序列型存在变异，但已有跨省份本地扩张的证据，这强调了在"同一健康"框架下持续进行基因组监测的重要性。