沙门菌是全球重要的食源性病原菌,被世界卫生组织列入对人类健康威胁的2024年细菌类重点病原体清单。尽管以往的研究采用表型或基因组学方法监测/调查了区域性沙门菌的抗微生物耐药性(AMR)的时空分布特征,如王亚楠教授课题组与合作者前期构建了综合性的沙门菌菌株库和开源的沙门菌基因组数据库(https://nmdc.cn/clsgdbv2;已被全球访问和使用~12万次),系统揭示了我国近20年沙门菌30种优势血清型及耐药性时空演变规律(相关研究入选ESI高被引论文,2024年National Science Review最佳论文奖),阐明了猪源ST34和鸡源ST19鼠伤寒沙门菌分别与引起儿童和成人腹泻感染菌株的联系,证实气候、社会和经济等因素与沙门菌耐药性水平的发展呈显著正相关,但在全球尺度范围内的沙门菌耐药图谱和百年耐药性演变驱动因素的研究仍有不足。该研究利用全球六大洲148个国家/地区的>47万沙门菌基因组数据通过质量控制、生信分析和筛选构建了一个高质量、全球尺度的沙门菌基因组目录,含有20.8万个沙门菌基因组,覆盖了6个肠道亚种,708个血清型和3006个序列型(图1)。是解决后续人医和兽医临床导向的精准公共卫生和单菌溯源的关键环节,提炼了高质量的大数据集群,克服传统大而散的局面。
图1 全球高质量沙门菌基因组目录的构建和总结
研究表明,AMR因地理位置、宿主来源、血清型和序列型而表现出差异化特征(图2)。多种沙门菌血清型基因组中耐药基因个数呈现增加的趋势,如Agona、Anatum, Derby、Dubin、Heidelberg、I 1,4,[5],12:i:-、Infantis、Kentucky、Mbandaka、Muenchen、Senftenberg和Typhi。鸡、食品、野生动物和环境(如Agona、Dublin、1,4,5,12:i-、Muenchen、Senftenberg、Mbandaka)中的AMR水平有所增加,而牛、猪和火鸡(如Schwarzengrund和Saintpaul)中的AMR水平有所下降。耐药率上升的重要原因之一是对应抗生素耐药基因型的检出率呈现增加趋势,例如,在北美洲,fosA3、blaCTX-M-65、aph(4)-Ia、qnrB19、gyrA p.D87N, gyrA p.S83Y, and parC p.S80I的检出率增加。在非洲,fosA7、qnrB19、gyrA p.D87N、gyrA p.S83F、gyrA p.S83Y、parC p.S80I和parC p.T57S的检出率增加。在欧洲,blaCMY-2、blaTEM-106、blaTEM-135、fosA4、mph(A)和qnrB19的检出率增加。在大洋洲,fosA7、qnrS1、sul3、cmlA1、blaCTX-M-55、mph(A)、mcr-3.1、parC p.T57S和gyrA p.D87N的检出率增加。在亚洲,blaCTX-M-55、blaLAP-2和blaOXA-10、mph(A)、qnrS1、gyrA p.D87N和parC p.S80I的检出率增加。在南美洲,blaCTX-M-65、mph(A)、qnrB19。此外,可移动耐药基因和沙门菌血清型、地理分布、宿主来源和序列型有显著的相关性。