基于全基因组测序技术分析101株弯曲菌耐药基因、毒力基因和分子分型特征

doi:10.3969/j.issn.1673-8640.2025.07.007

摘要/Abstract

摘要：

目的分析弯曲菌耐药基因和毒力基因分布，以及不同来源弯曲菌的分子流行和同源性特征，为感染防控提供参考。方法收集2017—2021年上海市松江区913例腹泻患者肛拭子、701例禽肉类食品样本、1例鸡粪样本，鉴定空肠弯曲菌和结肠弯曲菌，并对检出的弯曲菌进行全基因组测序（WGS），分析相关耐药基因和毒力基因携带情况，以及多位点序列分型（MLST）特征。结果 913例腹泻患者肛拭子中检出115株（12.60%）弯曲菌（空肠弯曲菌96株、结肠弯曲菌19株），701例食品样本中检出78株（11.13%）弯曲菌（空肠弯曲菌31株、结肠弯曲菌47株），2种样本弯曲菌检出率差异无统计学意义（χ²=0.813，P=0.367）。193株弯曲菌中，有101株符合测序要求，且测序数据可用（56株分离自腹泻患者肛拭子、45株分离自禽肉类食品样本）。测序结果显示，9种耐药基因中，gyrA突变携带率最高，tet（M）基因携带率最低。同时携带3种及以上耐药基因的菌株占90.10%，其中6种耐药基因[gyrA突变、erm（B）、tet（O）、tet（M）、blaOXA、cat]在肛拭子和食品样本中的携带率差异无统计学意义（P>0.05）。9种毒力基因中，iamA、ciaB、cheY基因携带率均为100%；cadF、cdtB、cdtA携带率均>95%；flaA和virB11携带率均<6%。所有菌株均携带3种以上毒力基因，其中7种毒力基因[cadF、flaA、virB11、cdtB、iamA、ciaB、cheY]在肛拭子和食品样本中的携带率差异无统计学意义（P>0.05）。MLST将102株（其中1株分离自鸡粪样本）弯曲菌分为68个ST型别（其中10个为新型别）和16个克隆群（C828为最重要的克隆群，有56株菌株，占54.90%）。3个主克隆群中，CC828和CC21菌株腹泻患者和禽肉食品来源均有检出，而CC354菌株均分离自腹泻患者肛拭子。结论腹泻患者和禽肉类食品来源弯曲菌检出率无明显差异，耐药基因和毒力基因种类多且携带率较高，MLST有3个主克隆群和68个ST型别，其中10个新ST型别，具有高度多态性。腹泻患者和禽肉类食品来源的弯曲菌均有较高耐药性和致病性，MLST型别多样，相关部门可据此制定弯曲菌感染传播防控措施。

关键词: 弯曲菌, 全基因组测序, 耐药基因, 毒力基因, 多位点序列分型

Abstract:

Objective To analyze the distribution of drug resistance genes and virulence genes in Campylobacter，as well as the molecular prevalence and homology characteristics of Campylobacter from different sources，and to provide a reference for infection prevention and control. Methods For 913 anal swab samples of patients with diarrhea，701 samples of poultry meat and 1 sample of chicken manure in Songjiang Shanghai from 2017 to 2021，Campylobacter jejuni and Campylobacter coli were identified，and the genomes of the determined Campylobacter were determined by whole genome sequencing（WGS）. The carriage of related drug resistance genes and virulence genes，as well as the multilocus sequence typing（MLST）characteristics，were analyzed. Results Among the 913 anal swab samples，115 isolates（12.60%） of Campylobacter were determined（96 isolates of Campylobacter jejuni and 19 isolates of Campylobacter coli）. Totally，78 isolates（11.13%） of Campylobacter were found in 701 poultry meat food samples（31 isolates of Campylobacter jejuni and 47 isolates of Campylobacter coli）. There was no statistical significance in the determination rate of Campylobacter between the 2 types of samples（χ² =0.813，P=0.367）. In the 193 Campylobacter isolates，101 isolates met the sequencing requirements，and the sequencing data were available（56 isolates were isolated from anal swab samples of diarrhea patients and 45 isolates were isolated from poultry meat food samples）. The mutation rate of gyrA gene was the highest among 9 drug resistance genes，and that of tet（M）gene was the lowest. Isolates carrying more than 3 types of drug resistance genes accounted for 90.10%. Among the 6 drug resistance genes [gyrA mutation，erm（B），tet（O），tet（M），blaOXA，cat]，the carrying rates in anal swab and food samples were not statistically significant（P>0.05）. The carrying rates of 9 virulence genes were 100% for iamA，ciaB and cheY. The carrying rates of cadF，cdtB and cdtA were all >95%. The carrying rates of flaA and virB11 were <6%. All isolates carried 3 or more virulence genes，and the carrying rates of 7 virulence genes [cadF，flaA，virB11，cdtB，iamA，ciaB，cheY] in anal swab and food samples were not statistically significant（P>0.05）. MLST classified 102 isolates of Campylobacter（including 1 isolate from chicken manure sample）into 68 different ST types（10 new ST types）and 16 clonal groups [C828 was the most important clonal group（56 isolates，54.9%）]. Among the 3 main clonal groups，CC828 and CC21 isolates were mainly isolated from anal swab samples of diarrhea patients and poultry meat food samples，while CC354 isolates were mainly isolated from anal swab samples of diarrhea patients. Conclusions There is no significant difference in the determination rate of Campylobacter in anal swab samples of patients with diarrhea and poultry meat food samples. The types of drug resistance genes and virulence genes are numerous，and the carrying rates are high. There are 3 main clonal groups and 68 ST types（including 10 new ST types）in MLST. The Campylobacter has high drug resistance and pathogenicity，and the MLST types are diverse. Relevant departments can formulate measures for preventing and controlling the spread of Campylobacter infection based on this.

Key words: Campylobacter, Whole genome sequencing, Drug resistance gene, Virulence gene, Multilocus sequence typing

中图分类号:

R378.3

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图/表 6

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基因名称	肛拭子	食品样本	合计
gyrA突变	54（53.47）	44（43.56）	98（97.03）
23S rRNA突变	3（2.97）	15（14.85）	18（17.82）
aadE	14（13.86）	28（27.72）	42（41.58）
aadE-sat4-aphA基因簇	12（11.88）	23（22.77）	35（34.65）
erm（B）	8（7.92）	9（8.91）	17（16.83）
tet（O）	53（52.48）	44（43.56）	97（96.04）
tet（M）	4（3.96）	4（3.96）	8（7.92）
blaOXA	48（47.53）	40（39.60）	88（87.13）
cat	7（6.93）	14（13.86）	21（20.79）

基因名称	肛拭子	食品样本	合计
gyrA突变	54（53.47）	44（43.56）	98（97.03）
23S rRNA突变	3（2.97）	15（14.85）	18（17.82）
aadE	14（13.86）	28（27.72）	42（41.58）
aadE-sat4-aphA基因簇	12（11.88）	23（22.77）	35（34.65）
erm（B）	8（7.92）	9（8.91）	17（16.83）
tet（O）	53（52.48）	44（43.56）	97（96.04）
tet（M）	4（3.96）	4（3.96）	8（7.92）
blaOXA	48（47.53）	40（39.60）	88（87.13）
cat	7（6.93）	14（13.86）	21（20.79）

基因名称	肛拭子	食品样本	合计
cadF	56（55.45）	44（43.56）	100（99.01）
flaA	3（2.97）	3（2.97）	6（5.94）
virB11	0（0.00）	1（0.99）	1（0.99）
cdtA	55（54.46）	41（40.59）	96（95.05）
cdtB	56（55.45）	44（43.56）	100（99.01）
cdtC	41（40.59）	17（16.83）	58（57.43）
iamA	56（55.45）	45（44.56）	101（100）
ciaB	56（55.45）	45（44.56）	101（100）
cheY	56（55.45）	45（44.56）	101（100）

基因名称	肛拭子	食品样本	合计
cadF	56（55.45）	44（43.56）	100（99.01）
flaA	3（2.97）	3（2.97）	6（5.94）
virB11	0（0.00）	1（0.99）	1（0.99）
cdtA	55（54.46）	41（40.59）	96（95.05）
cdtB	56（55.45）	44（43.56）	100（99.01）
cdtC	41（40.59）	17（16.83）	58（57.43）
iamA	56（55.45）	45（44.56）	101（100）
ciaB	56（55.45）	45（44.56）	101（100）
cheY	56（55.45）	45（44.56）	101（100）