抗微生物藥物耐藥性(AMR)被世界衛(wèi)生組織(WHO)視為十大全球公共衛(wèi)生威脅之一,每年有超過700萬人死于耐藥微生物引起的感染,。由于多重耐藥(MDR)和廣泛耐藥(XDR)細菌對公共衛(wèi)生構(gòu)成的持續(xù)威脅,,特別是多粘菌素耐藥基因mcr的全球傳播,目前替加環(huán)素藥物是治療這些嚴重細菌感染的最后手段,,被稱為臨床上的“最后一道防線”,。自2019年首次報道質(zhì)粒介導的替加環(huán)素抗性基因tet(X3-X6),替加環(huán)素耐藥細菌引起了科學界的廣泛關(guān)注,,并且從不同地方的臨床病人,、食用養(yǎng)殖動物、廢水和候鳥中分離出的腸桿菌科細菌相繼檢測出替加環(huán)素耐藥基因tet(X4),,這表明共生細菌中的替加環(huán)素耐藥性和不同物種之間的水平傳播水平非常普遍,。盡管如此,上海市對動物源性腸桿菌科替加環(huán)素耐藥基因流行情況和相應質(zhì)粒的全面監(jiān)測與報道仍然有限,。
近期,,上海交通大學醫(yī)學院-國家熱帶病研究中心全球健康學院動物健康與食品安全系朱泳璋團隊在Science of The Total Environment雜志(IF:10.754)發(fā)表了“One global disseminated 193kb high-risk hybrid plasmid harboring tet(X4), mcr or blaNDM threatening public health”的研究論文,圍繞上海市食用動物源性大腸埃希菌,,系統(tǒng)闡明了2018-2021上海市食源性大腸埃希菌多重耐藥情況,,并揭示了一種已經(jīng)在全球廣泛流行的193kb高風險多重耐藥質(zhì)粒。

本研究收集了上海市2018-2021年五個區(qū)1005株健康食用動物源大腸埃希菌菌株,,涉及了6個雞養(yǎng)殖場,、6個豬養(yǎng)殖場和2個奶牛養(yǎng)殖場,依據(jù)一定的篩選標準,,通過藥敏試驗(AST)和聚合酶鏈反應(PCR),,篩選出5株豬源替加環(huán)素耐藥大腸埃希菌菌株?;谌蚪M測序,,五株替加環(huán)素耐藥大腸埃希菌具有4 種不同序列類型(STs),但都攜帶一個幾乎相同的193kbtet(X4)陽性質(zhì)粒(p193k-tetX4),屬于融合質(zhì)粒IncFIA(HI1)/IncHI1A/ IncHI1B (R27)家族,。令人驚訝的是,,在全球151個含有tet(X4)陽性基因的質(zhì)粒(pTetX4)中,22.52% (34/151)的pTetX4s 屬于同一簇,,與p193k-tetX4 幾乎完全相同,,都屬于IncFIA(HI1)/IncHI1A/ IncHI1B (R27)家族,并且這些質(zhì)粒全部來自中國,。此外,,全面的基因組學和生物信息學分析發(fā)現(xiàn),除了tet(X4)之外,,p193k家族的其他質(zhì)粒還可攜帶其他至關(guān)重要的耐藥基因,,如mcr,blaNDM或blaOXA,,廣泛存在于人類-動物-環(huán)境來源菌株中,,其中33.77%來自人類樣品。除此之外,,平均每個p193k家族質(zhì)粒攜帶6.93個耐藥基因,,已在多個國家出現(xiàn),表明這種高風險多重耐藥質(zhì)粒已在各國各宿主之間廣泛流行,。值得注意的是,,對全球p193k-tetX4基因組序列的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示,,人類和動物來源的質(zhì)粒聚集在同一系統(tǒng)發(fā)育亞組中,,其中最大的譜系(173/203)包括來自動物( n = 143),人類(n = 18)和環(huán)境(n = 9)的161個大腸埃希菌,,6個克雷伯氏菌,,3個腸桿菌,2個檸檬酸桿菌和1個勒克萊爾菌屬,。
本研究發(fā)現(xiàn),,攜帶tet(X4)的193kb質(zhì)粒家族已經(jīng)在食用動物、寵物,、候鳥,、人類和生態(tài)系統(tǒng)中廣泛跨宿主傳播,同時已在全球多個國家流行,。鑒于目前的AMR監(jiān)測框架通常側(cè)重于單一AMR細菌物種,,必須實施更精確的基于全健康的AMR監(jiān)測策略,以跟蹤這些高風險質(zhì)粒家族(如p193k)在眾多細菌物種和人-動物-環(huán)境界面中的傳播,。
上海交通大學醫(yī)學院-國家熱帶病研究中心全球健康學院助理實驗員李敏與上海市動物疫病預防控制中心張浩然,、高級獸醫(yī)師張文剛為共同第一作者,朱泳璋副教授和上海市動物疫病預防控制中心黃士新主任,、商軍為該論文的共同通訊作者,。本研究工作得到了國家自然科學基金(No:32170141),、中華醫(yī)學會(No.20-365)和上海交通大學綜合創(chuàng)新基金(No.2020-01)的支持。