科研进展 | 河南农大张改平院士团队在中国沙门菌优势血清型和耐药性动态变化方面取得重要进展

2022年11月29日，《国家科学评论》（National Science Review，Top期刊）在线发表了河南农业大学动物医学院、国家动物免疫学国际联合研究中心张改平院士团队王亚楠博士为第一作者，河南农业大学为第一单位的研究论文《The temporal dynamics of antimicrobial-resistant-Salmonella enterica and predominant serovars in China》。该研究揭示了2006-2019年中国沙门菌优势血清型及抗菌素耐药性的动态变化，研究结果填补了中国沙门菌优势血清型和耐药性动态变化的数据空白，为公共卫生决策者优先考虑食源性疾病和食品安全干预措施提供了重要的参考依据。

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沙门菌是重要的人兽共患病病原菌，具有耐药性的沙门菌对公共卫生健康构成了严重的威胁。迄今为止，已经报道了超过2600种沙门菌血清型，部分具有宿主特异性。伤寒沙门菌（Salmonella Typhi）和甲、乙和丙型副伤寒（Salmonella Paratyphi A、B和C）分别可以引起人类的伤寒热和副伤寒疾病统称为肠道热，而其他的沙门菌血清型被宽泛地描述为非伤寒沙门菌（nontyphoidalSalmonella简称NTS）。欧洲、美洲、非洲、大洋洲国家对沙门菌的优势血清型及耐药性的时空特征分布已有比较系统的研究，然而，目前还没有对在中国流行的沙门菌优势血清型流行趋势进行系统研究。为了填补这一数据空白，本研究基于“One Health”策略系统分析了收集自中国23个省/市>3.5万株人源和非人源的164个沙门菌血清型（图1），该研究为沙门菌的基础研究和公共卫生风险预测提供数据支持。

图1中国35382株肠道沙门菌的地理分布及总结

总体上来看，在2006-2019年，鼠伤寒沙门菌、伦敦沙门菌、罗森沙门菌、科瓦利斯沙门菌、火鸡沙门菌、肯塔基沙门菌和黄金海岸沙门菌分离比例总体上呈上升趋势；而德尔卑沙门菌、山夫登堡沙门菌、婴儿沙门菌、纽波特沙门菌、阿伯丁沙门菌、波茨坦沙门菌和病牛沙门菌分离比例呈下降趋势。

沙门菌也是耐药基因的重要来源和储存库。因此，为了评估耐药沙门菌的时空动态情况以及人源和非人源沙门菌分离株的基因组特征，该研究对收集自全国22个省份的1962株沙门菌（130个血清型）进行全基因组测序和分析，其中29种血清型是在中国尚未报道过，文中首次总结了这些血清型菌株的基因组特征。

图2 2006-2019年中国非伤寒沙门菌抗菌素耐药性的动态变化

从沙门菌基因组数据中共检测到118种耐药基因，在2006年至2019年期间的14年，人源和非人源的非伤寒沙门菌基因组携带的耐药基因的平均数量分别增加1.84和2.69倍（图2）。耐药沙门菌菌株的比例呈现波浪上升趋势，尤其是β内酰胺类、喹诺酮类、四环素类和利福平类耐药沙门菌。

研究进一步说明，在不同的时间，β内酰胺类耐药基因blaTEM-1B、blaOXA-1、blaCTX-M-14；氨基糖苷类耐药基因aac(3)-IV、aac(6')-Ib-cr、aadA1、aph(3')-Ia、aph(3'')-Ib、aph(4)-Ia、aph(6)-Id；磷霉素耐药基因fosA3；苯酚类耐药基因catB3、cmlA1、floR；利福平类耐药基因ARR-3；磺胺类耐药基因sul2、sul3；四环素类耐药基因tet(B)、tet(M)；呈现明显的增加趋势。然而，耐药基因aac(3)-IId和catA1呈现下降趋势。

图3 最小生成树分析1962株沙门菌基因组的序列型

该研究在1962个沙门菌基因组中共发现200个不同的序列型（ST），其中在7个血清型中发现了12个新的序列型（图3），这表明已知和未知的序列型同时存在和进化。总的来说，ST11是1962个沙门菌基因组中的最优势序列型，其次是ST34和ST19；序列型的多样性在近年来呈现增加趋势。此外，研究还发现鼠伤寒沙门菌的序列型多样性高于其他血清型，猪源ST34和鸡源ST19分别与引起儿童和成人感染的菌株有密切的相关性。

综上所述，该研究首次揭示了我国人源和非人源沙门菌的优势血清型和抗菌素耐药性的动态变化规律。鼠伤寒沙门菌、肠炎沙门菌和德尔卑沙门菌是我国人感染沙门菌最常见的3种血清型。该研究结果代表了目前中国最大的沙门菌纵向被动监测数据，并绘制了有关耐药沙门菌变迁特征的基因组图谱，该研究将为中国的食品安全干预、控制和预防耐药沙门菌的发展和传播提供科学依据。

河南农业大学拔尖人才、校聘教授王亚楠博士和上海市疾病预防控制中心主管技师刘玥为论文的共同第一作者，河南农业大学客座教授、博士生导师、中国科学院微生物研究所高福院士、上海市疾病预防控制中心许学斌副主任技师和中国科学院微生物研究所朱宝利研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金重大项目、中国科学院先导专项、河南农业大学拔尖人才启动基金、北京市科技计划、国家重点研发计划等项目的资助。

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来源：河南农业大学