嗜麦芽窄食单胞菌复合体:基因组特征、抗菌药物耐药性及阿曼首次报告的muris窄食单胞菌

时间:2026年6月15日
来源:Antibiotics

编辑推荐:

引言:嗜麦芽窄食单胞菌(S. maltophilia)已成为一种重要的机会性病原体。由于其内在耐药性,它对大多数可用抗生素耐药,仅留下少数抗菌剂作为可能的治疗选择,而获得性抗菌药物耐药机制使情况进一步复杂化。本研究旨在对临床嗜麦芽窄食单胞菌复合体(Smc)分离

广告
   X   

引言:嗜麦芽窄食单胞菌(S. maltophilia)已成为一种重要的机会性病原体。由于其内在耐药性,它对大多数可用抗生素耐药,仅留下少数抗菌剂作为可能的治疗选择,而获得性抗菌药物耐药机制使情况进一步复杂化。本研究旨在对临床嗜麦芽窄食单胞菌复合体(Smc)分离株进行全面的基因组特征分析,重点关注其耐药性和毒力的分子特征,因为阿曼在这方面的研究很少。方法:本研究是一项前瞻性横断面研究,共从不同临床样本中收集了21株Smc临床分离株,并使用全基因组测序进一步表征。结果:除S. maltophilia外,这些分离株还包括在阿曼首次报道的S. hibiscicola、S. pavanii和S. muris。所有分离株均对头孢地尔(cefiderocol)、左氧氟沙星(levofloxacin)和米诺环素(minocycline)敏感。分离株的序列类型(ST)多样,超过一半的分离株显示出具有新等位基因的新ST。此外,在分离株中检测到blaOXA-2、sul1以及最近描述的aac(6′)-Iap和aph(9)-Ic。此外,毒力相关基因(smf-1、pilT、pilQ、gpmA、rmlA、spgM、stmPr1、plcN、clpP和katE)在所有分离株中高度保守。大多数分离株(76.20%)中检测到可移动遗传元件。结论:收集的分离株显示出高ST多样性,并且在抗生素敏感性和耐药基因方面没有特定模式。需要更多研究来建立Smc不同成员与不同分子耐药组和毒力组之间的关系。
嗜麦芽窄食单胞菌复合体(Smc)是一种日益重要的机会性病原体,其内在耐药性使临床治疗面临挑战,仅头孢地尔(FDC)、左氧氟沙星(LEV)、米诺环素(MH)等少数药物有效,而获得性耐药机制进一步限制了治疗选择。尽管Smc在全球范围内引起关注,但阿曼地区对其基因组流行病学、耐药组和毒力组的了解极为有限。为填补这一空白,研究人员开展了阿曼首项针对临床Smc分离株的前瞻性横断面基因组研究,旨在通过全基因组测序(WGS)全面解析其物种多样性、抗菌药物耐药性、毒力因子、可移动遗传元件(MGE)及系统发育关系,为临床微生物学、感染控制和耐药监测提供本地化证据。该研究成果发表于《Antibiotics》。

主要关键技术方法:本研究从阿曼苏丹卡布斯大学医院(SQUH)2025年3月至8月收集21株临床Smc分离株(去重后20株),样本包括呼吸道、血液、伤口拭子和尿液。采用MALDI-TOF MS初步鉴定,随后进行Illumina NextSeq平台全基因组测序,SPAdes(版本3.7)组装,Prokka(版本1.11)注释。利用pubMLST数据库确定序列类型(ST),MGEfinder检测MGE,ResFinder 4.7.2和CARD 4.0.1鉴定耐药基因,BLASTP 2.16.0+验证毒力相关基因(以S. maltophilia K279a为参考),KmerFinder 3.2和平均核苷酸同源性(ANI)进行精确种水平鉴定。

研究结果:

**样本特征与流行病学**:通过临床去重后20株分离株中,呼吸道感染样本占75%(15/20),主要来自痰液和气管抽吸物;伤口拭子和尿液各占10%,血液培养仅1株。住院病房分布多样。

**抗菌药物敏感性**:所有分离株对FDC、LEV、MH均敏感(100%);氯霉素(CL)敏感率为80%,复方新诺明(SXT)为70%,替卡西林/克拉维酸(TLC)最低仅40%。E-试验结果显示CL和TLC的最低抑菌浓度(MIC)值分布广泛。

**物种鉴定多样性**:WGS后经NCBI ANI检查,除S. maltophilia(52.38%)外,鉴定出S. hibiscicola(14.29%)、S. pavanii(4.76%)、S. geniculata(4.76%)及S. muris(4.76%),另有19.05%未匹配已知模式菌株。这是阿曼首次从临床样本中报告S. hibiscicola、S. pavanii、S. geniculata及S. muris。

**序列类型多样性**:pubMLST分析显示最常见的ST为ST78(14.29%),高达47.62%的分离株携带完全新等位基因并形成新ST,另有9.52%为已知等位基因新组合。共提交12种新ST至pubMLST,已知ST包括ST4、ST28、ST31、ST78、ST138和ST293。

**耐药基因分布**:β-内酰胺酶基因blaL1(金属-β-内酰胺酶)在95.24%分离株中检出;blaOXA-2(D类β-内酰胺酶)仅见于1株(OM-AH-Sm20),该株同时携带多个插入序列。氨基糖苷修饰酶基因广泛存在:aph(3′)-IIc(100%)、aph(9)-Ic(95.24%)、aac(6′)-Iz(19.05%),以及aac(6′)-Iak、aac(6′)-Iap、aac(6′)-Ib3各1株。sul1基因(磺胺耐药)仅检出1株,但表型SXT耐药株有6株,提示其他耐药机制存在。外排泵基因smeR、smeS、smeD(属于RND家族)在80.95%分离株中检出。

**毒力基因保守性**:所有21株分离株均100%携带黏附相关基因(smf-1、pilT、pilQ、gpmA)、生物膜形成基因(rmlA、spgM)、酶基因(stmPr1、plcN)及应激反应基因(clpP、katE)。BLASTP比对显示这些蛋白序列与S. maltophilia K279a参考基因组高度同源。

**移动遗传元件(MGE)**:76.20%分离株检出MGE,其中插入序列(IS)占92.5%,复合转座子和单元转座子较少。IS110家族最为常见,ISStma6是检出频率最高的单一元件。

讨论总结:本研究发现各分离株对FDC、LEV、MH完全敏感,支持美国感染病学会(IDSA)更新指南将FDC和MH列为首选治疗。Smc种内高度系统发育异质性凸显了ANI或数字DNA-DNA杂交(dDDH)精确鉴定的必要性。首次在阿曼发现的S. muris来自老年女性痰液样本,该株对所有测试抗生素敏感,为全球仅有的少数临床分离报道之一。耐药基因分布显示blaL1普遍存在,blaOXA-2罕见但可能通过IS获得。SXT耐药表型与sul1基因不完全一致,提示其他机制如外排泵或叶酸途径突变参与。毒力基因在所有分离株中高度保守,表明这些因子是Smc的核心特征。MGE多以IS为主,尤其是IS110家族,反映其在基因组可塑性和适应性进化中的关键作用。局限性包括单中心、样本量小、临床结局数据缺乏及专用毒力数据库不足。

研究结论:本研究表明,阿曼临床Smc分离株表现出高ST多样性,并首次报道了S. muris、S. geniculata、S. pavanii和S. hibiscicola。所有分离株对FDC、MH、LEV敏感;毒力相关基因(smf-1、pilT、pilQ、gpmA、rmlA、spgM、stmPr1、plcN、clpP、katE)高度保守;耐药基因(blaOXA-2、blaL1、sul1)分布模式各异。需更多研究建立Smc不同成员与分子耐药组和毒力组之间的关系。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有