从马身上分离出的沙门氏菌肠炎亚种圣保罗血清型的基因组特征分析

时间:2026年2月5日
来源:Veterinary Microbiology

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沙门氏菌圣保罗血清型在2025年中央肯塔基地区马匹中暴发,占分离株25%,主要感染幼驹并引发肠炎、肺炎及败血症。全基因组测序显示ST50型菌株具有高度遗传同源性,携带IncI-gamma/K1和ColRNAI质粒,并存在blaCTX-M-32、sul1等耐药基因,呈现多重耐药性(耐氨基糖苷类、β-内酰胺类等)。研究强调持续监测和抗生素管理对控制人畜共患病传播的重要性。

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Tirth Uprety|Carrie L. Shaffer|Alan Loynachan|Jennifer Janes|Lynne Cassone|Laura Kennedy|Uneeda Bryant|Rebecca Ruby|Melissa Swan|Beatrice T. Sponseller|Emma Adam|Brian Lubbers|Erdal Erol
美国肯塔基大学兽医诊断实验室,列克星敦,肯塔基州

摘要

沙门氏菌病是一种高度传染性的动物源性疾病,既影响动物健康也影响人类健康。早期识别新出现的沙门氏菌血清型及其相关的抗菌素耐药性模式对于控制和预防动物及人类的疫情至关重要。2018年至2025年间,从马匹的生前和死后样本中分离出了245株肠炎沙门氏菌(Salmonella enterica subsp. enterica)。主要的沙门氏菌血清型包括Typhimurium(83株)、Newport(28株)、1,4,[5],12:i:-(26株)、Saintpaul(25株)、Hartford(15株)和Mbandaka(12株)。此前在马匹中较为罕见的Saintpaul血清型在2025年出现了21例,所有病例均来自肯塔基州中部,与该血清型相关的疾病包括肠炎、支气管肺炎、脐炎和败血症,主要发生在幼驹身上。16株Saintpaul菌株接受了全基因组测序,其抗原谱符合White-Kauffmann-Le Minor方案,表现为1,4,[5],12:e,h:1,2型,与先前报道的Saintpaul菌株一致。多基因位点序列分型将这些菌株归为ST50序列型。核心基因组MLST分析显示这些菌株之间的遗传多样性较低,表明它们属于密切相关的菌株群。抗菌素敏感性测试发现这些菌株普遍存在多重耐药性,尤其是对氨基糖苷类、β-内酰胺类、四环素类和磺胺类药物的耐药性。基因型分析证实了这些菌株携带有抗菌素耐药基因,包括blaCTX-M-32(此前未在马匹中的沙门氏菌中发现)、blaCMY-2、sul1、dfrA34和rmtE1,这些基因与表型结果一致。Saintpaul菌株还携带多种质粒,主要是IncI-gamma/K1家族的质粒,部分为ColRNAI家族的质粒。IncI-gamma/K1质粒常与MOB_P松弛酶和MPF_I接合系统相关联。多重耐药性Saintpaul菌株在马匹中的出现强调了持续监测和抗菌素耐药性监控的重要性,以降低动物和人畜共患风险。

引言

沙门氏菌病是一种由肠炎沙门氏菌(Salmonella enterica subsp. enterica)引起的高度传染性的动物源性疾病,已知有超过2500种血清型。这种细菌既可感染人类也可感染动物,尤其常见于幼体。在人类中,Enteritidis和Typhimurium血清型最为常见。由Saintpaul血清型引起的人类疫情与受污染的禽肉(Galbraith等人,1962年)、豆芽及其他生食(Jain等人,2009年)有关。2008年美国的一次疫情中,Saintpaul血清型导致了近1500例胃肠炎病例,与该疫情相关的原因是人们食用了生蔬菜(CDC,2008年)。多项研究表明,Saintpaul血清型是零售禽肉产品中常见的多重耐药性菌株(Zhao等人,2006年;Gad等人,2018年)。全基因组测序显示,Saintpaul血清型在禽类中的流行率很高,尤其是在火鸡中,这表明禽类可能是人类和动物感染的潜在宿主(Panzenhagen等人,2025年)。
在马匹中,沙门氏菌病是导致威胁生命的结肠炎的主要原因,并因治疗费用、管理中断和死亡而造成重大经济损失(Feary等人,2006年)。马匹沙门氏菌疫情通常发生在马群集中的地区,在兽医医院和大型马场较为常见(Ward等人,2005年)。在美国,马匹病例中最常报告的沙门氏菌血清型包括Typhimurium、Newport、Javiana和Anatum(Leon等人,2018年)。在一家兽医教学医院,Saintpaul血清型的检出率仅次于Typhimurium和Anatum血清型,其病例死亡率为33.3%(Carter等人,1986年)。1981年6月至1982年3月期间,该医院爆发了沙门氏菌疫情,共有44匹马被感染(Ikeda等人,1985年)。最初,这些菌株对大多数抗菌药物敏感;然而到疫情结束时,它们已对多种药物产生耐药性,包括氨苄西林、头孢噻吩、氯霉素、庆大霉素、卡那霉素、磺胺嘧啶和复方磺胺甲噁唑,这表明耐药性的传播可能是通过接合R质粒介导的(Ikeda等人,1985年)。
亚临床感染的马匹可能在压力、并发疾病或胃肠道紊乱期间间歇性地排出沙门氏菌(美国马医协会(AAEP)传染病指南,2017年)。腹泻是最常见的临床症状,常伴有发热、嗜睡、厌食、腹痛、局部感染、败血症或败血性休克、蹄叶炎和流产。幼驹通常受影响更严重,常表现为出血性腹泻、肺炎、脑膜炎和化脓性关节炎(AAEP传染病指南,2017年)。在一项关于1981-1982年马匹沙门氏菌疫情的病例对照研究中,接受过静脉注射抗生素和鼻胃插管治疗的、出现腹痛症状的马匹感染风险更高(Hird等人,1984年)。Saintpaul血清型还与犊牛腹泻疫情有关,有些犊牛可长期(长达18个月)排出这种细菌(Jones等人,1983年)。此外,还在啮齿动物、鼩鼱、蟑螂和蚂蚁中发现了Saintpaul血清型(Singh等人,1980年)。
为了更好地了解遗传多样性、抗菌素耐药性和细菌毒力如何影响马匹感染,我们使用全基因组测序和抗菌素耐药性表型分析来研究临床感染马匹的Saintpaul菌株。研究结果揭示了广泛存在的多重耐药性,并确定了多种促进宿主定植的毒力因子,强调了持续临床监测和合理使用抗菌药物的重要性,以降低人畜共患风险并改善马匹健康。

部分内容摘录

马匹中沙门氏菌和Saintpaul菌株的回顾性分析:

通过对肯塔基大学兽医诊断实验室(UKVDL)实验室信息系统(LIMS)中2018年1月至2025年6月期间的数据进行了回顾性分析,研究了马匹中的沙门氏菌病例,包括Saintpaul菌株。相关病例信息见补充文件1。

血清型鉴定

血清型鉴定是在爱荷华州埃姆斯的国家兽医服务实验室(NVSL)使用White-Kauffmann-Le Minor方案(WK)进行的。

抗菌素敏感性测试

马匹中的沙门氏菌病例

2018年至2025年间,从马匹的生前和死后样本中分离出了245株沙门氏菌。主要血清型包括肠炎沙门氏菌亚种Typhimurium(83株)、Newport(28株)、1,4,[5],12:i:-(26株)、Saintpaul(25株)、Hartford(15株)和Mbandaka(12株)(见补充文件1)。
共有25株Saintpaul菌株从马匹的死后样本中分离出来(见补充文件1)。这些Saintpaul菌株主要来自……

讨论

在这项研究中,我们对马匹中的Saintpaul菌株进行了基因型和表型分析,其中大部分来自一个月龄以下的幼驹,所有菌株均来自肯塔基州中部的列克星敦地区,表明发生了疫情。cgMLST分析显示这些菌株之间的遗传相关性较强;Mash距离也很低,表明它们与参考序列的基因组相似性很高。

未引用的参考文献

(Aguirre-Sanchez等人,2021年;Barnhart和Chapman,2006年;Feary和Hassel,2006年;Hird等人,1986年;Ikeda和Hirsh,1985年;Kang等人,2025年;Schott等人,2001年;Zhou等人,2021年)

CRediT作者贡献声明

Melissa Swan:撰写 – 审稿与编辑,数据分析。Rebecca Ruby:撰写 – 审稿与编辑,数据分析。Emma Adam:撰写 – 审稿与编辑,数据分析。Beatrice T. Sponseller:撰写 – 审稿与编辑,数据分析。Lynne Cassone:撰写 – 审稿与编辑,数据分析。Jennifer Janes:撰写 – 审稿与编辑,数据分析。Uneeda Bryant:撰写 – 审稿与编辑,数据分析。Laura Kennedy:撰写 – 审稿与编辑,数据分析。Tirth Uprety:撰写

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究结果的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢UKVDL和国家兽医服务实验室(NVSL)的从业人员、教职员工和工作人员的出色工作。

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