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Antibiotics | 基因组分析揭示新型多重耐药OXA-48阳性ST135型奇异变形杆菌

Antibiotics | 基因组分析揭示新型多重耐药OXA-48阳性ST135型奇异变形杆菌
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本文首次报道了在希腊分离的OXA-48阳性奇异变形杆菌(P. mirabilis)临床株GR-1,该菌株表现出多重耐药性,仅对阿米卡星和头孢他啶/阿维巴坦敏感。研究通过全基因组测序和比较基因组学分析,揭示其携带blaOXA-48、blaCTX-M-14和blaTEM-1等耐药基因,并具有丰富的移动遗传元件和基因组岛,与德国和美国ST135型P. mirabilis菌株高度同源,提示国际性克隆传播。文章为监测多重耐药病原体在One Health框架下的扩散提供了重要线索。

 

文献概述
本文《基因组分析揭示新型多重耐药OXA-48阳性ST135型奇异变形杆菌》发表于《Antibiotics》杂志,回顾并总结了从希腊门诊患者尿液样本中分离出的P. mirabilis菌株GR-1的基因组特征及其与国际ST135克隆的遗传关系。该菌株对多种抗生素耐药,仅对阿米卡星和头孢他啶/阿维巴坦敏感,并携带blaOXA-48、blaCTX-M-14和blaTEM-1等β-内酰胺酶基因,以及与喹诺酮类耐药相关的染色体突变。文章还通过比较基因组学分析,揭示了GR-1与德国和美国OXA-48阳性P. mirabilis菌株在耐药基因、基因组岛、毒力因子等方面的高度相似性。

背景知识
奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)是一种重要的条件致病菌,常见于尿路感染,尤其在长期留置导尿管的患者中。近年来,由于其耐药性的迅速发展,尤其是对碳青霉烯类抗生素的耐药性,该菌株的临床重要性日益增加。OXA-48类碳青霉烯酶因其对碳青霉烯类抗生素的水解能力而受到广泛关注,通常由blaOXA-48基因介导,并常见于肠杆菌目(Enterobacterales)的多种细菌中。然而,在P. mirabilis中,blaOXA-48的出现较为罕见,且多以染色体整合形式存在,相较于质粒介导的传播,其传播机制尚不完全清楚。本文首次在希腊发现携带blaOXA-48的P. mirabilis ST135克隆,与德国和美国分离株高度同源,提示该克隆可能在全球范围内传播。此外,该菌株还携带多个毒力因子,包括O抗原、鞭毛、MR/P菌毛和尿素酶基因簇,这些因子在细菌致病性中发挥关键作用。文章为OXA-48类耐药基因在P. mirabilis中的传播模式、遗传环境及其在公共卫生中的潜在影响提供了新的基因组学证据。

 

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研究方法与实验
菌株Pm GR-1是从雅典一家三级医院的门诊患者尿液样本中分离得到的。通过Vitek® Compact系统和质谱分析进行菌株鉴定,采用微量稀释法进行抗生素敏感性检测,并通过侧流免疫层析技术检测β-内酰胺酶。采用多位点测序分型(MLST)和全基因组测序(WGS)对菌株进行分子分型和基因组分析。通过生物信息学工具(如MOB-suite、Island Viewer、BLASTn等)对移动遗传元件(MGEs)、基因组岛(GIs)、耐药基因(ARGs)和毒力因子(VFs)进行预测和比较。构建系统发育树并分析核心基因组SNP差异,以评估Pm GR-1与已发表OXA-48阳性P. mirabilis菌株的遗传关系。

关键结论与观点

  • Pm GR-1菌株属于国际ST135克隆,与德国和美国OXA-48阳性P. mirabilis菌株在基因组结构、耐药基因和毒力因子方面高度相似,提示该克隆可能在全球范围内传播。
  • 该菌株表现出多重耐药表型,仅对阿米卡星和头孢他啶/阿维巴坦敏感,携带blaOXA-48、blaCTX-M-14和blaTEM-1等染色体整合的β-内酰胺酶基因,以及blaTEM-2质粒。
  • 基因组分析显示其携带多个耐药基因(如cat、tet、aadA5等)和重金属抗性基因(mer、ter),并检测到gyrA、gyrB、parC和parE基因的非义突变,这些突变与喹诺酮类耐药性相关。
  • 毒力因子分析显示Pm GR-1携带O抗原位点、鞭毛位点、MR/P菌毛操纵子、尿素酶基因簇,以及调控sRNA(5′ureB-sRNA),这些因子在P. mirabilis的致病性中具有重要作用。
  • 系统发育分析显示,ST135菌株在P. mirabilis中具有独特的进化地位,与其他ST型别菌株在六个MLST位点上差异超过三个等位基因,且与德国OXA-48阳性菌株P3和NRZ36257仅有147–153个SNP差异,而与希腊VIM-78阳性菌株AHEPA923差异达454个SNP。

研究意义与展望
该研究首次在希腊报告了OXA-48阳性P. mirabilis菌株,提示blaOXA-48基因可能在该菌种中逐渐扩散。由于OXA-48类碳青霉烯酶可能被常规检测方法遗漏,因此全基因组测序在临床识别中具有重要价值。未来应加强对临床、环境和动物源P. mirabilis的耐药性监测,以评估其在One Health框架下的传播潜力。此外,该菌株携带的毒力因子和sRNA调控元件可能为抗菌治疗和基因表达调控提供新的靶点,进一步研究这些因子的调控机制可为治疗干预提供线索。

 

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结语
本文首次在希腊报告了携带blaOXA-48的P. mirabilis菌株GR-1,其属于国际ST135克隆,与德国和美国OXA-48阳性P. mirabilis菌株高度同源。该菌株不仅表现出多重耐药性,还携带blaCTX-M-14、blaTEM-1等β-内酰胺酶基因及多个染色体突变介导喹诺酮类耐药。基因组分析揭示其毒力因子(O抗原、鞭毛、MR/P菌毛、尿素酶基因簇)与德国和英国菌株高度一致,且包含调控sRNA。这些发现提示,blaOXA-48在P. mirabilis中可能通过染色体整合或移动元件介导传播,未来需加强对该病原体的耐药基因监测,以防止其在临床环境中进一步扩散。此外,本文为OXA-48类耐药机制的深入研究提供了基因组资源,也为耐药菌株的快速鉴定和毒力因子调控机制研究奠定了基础。

 

文献来源:
Angeliki Mavroidi, Elisavet Froukala, Nick Spanakis, Vasiliki Koumaki, and Athanasios Tsakris. Genomic Insights of Emerging Multidrug-Resistant OXA-48-Producing ST135 Proteus mirabilis. Antibiotics.