Antibiotics | 基因组分析揭示巴西犬尿路感染源外源性致病性大肠杆菌的克隆多样性

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本研究通过基因组分析揭示了巴西犬尿路感染中分离的外源性致病性大肠杆菌（ExPEC）的抗菌素耐药性及毒力因子特征，发现多个菌株携带与临床耐药性相关的β-内酰胺酶基因及喹诺酮耐药突变，强调了伴侣动物中MDR ExPEC的流行情况及其在种间传播中的潜在风险。

 

文献概述
本文《Clonal Diversity of Extraintestinal Pathogenic Escherichi coli Strains Isolated from Canine Urinary Tract Infections in Brazil》发表于Antibiotics杂志，回顾并总结了2023年3月至5月间从巴西圣保罗犬尿路感染样本中分离出的60株大肠杆菌中的4株多药耐药或属于B2进化群的基因组特征，揭示其抗菌素耐药基因、毒力因子及质粒介导的水平基因转移潜力。文章强调伴侣动物中MDR ExPEC的基因组监测对人类健康与ExPEC流行病学研究的重要性。

背景知识
外源性致病性大肠杆菌（ExPEC）是引起人类和动物尿路感染（UTI）的重要病原体，尤其是进化群B2，因其毒力因子与耐药性广泛存在，已成为临床关注重点。在人类医学中，ExPEC与耐药性尿路感染、甚至菌血症密切相关，而在兽医学中，其在犬类中的传播趋势提示伴侣动物可能成为耐药菌株的储存宿主或传播媒介。耐药性基因如blaCTX-M-55和blaCMY-2已被广泛报道在多重耐药菌株中，且常位于可移动遗传元件（如质粒）上，具备在不同宿主间水平传播的潜力。喹诺酮耐药相关突变（如GyrA、ParC突变）也与临床疗效下降相关。毒力因子包括粘附素、铁获取系统、免疫逃逸蛋白及毒素，这些在UTI中对细菌定植和持续感染至关重要。质粒介导的耐药基因与毒力基因共存，进一步提升临床治疗挑战。本研究通过基因组测序与生物信息学分析，对犬源UTI菌株进行系统解析，填补了巴西地区伴侣动物耐药克隆的流行病学空白，为全球One Health视角下的抗菌素耐药性传播研究提供新证据。

 

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研究方法与实验
研究团队在2023年3月至5月间，从圣保罗某大型临床实验室收集60株犬源大肠杆菌，进行抗菌药物敏感性测试与进化群分型。4株菌（6.6%）被鉴定为多药耐药或进化群B2，随后进行全基因组测序（WGS）。进化群采用ClermonTyping v23.06进行分析，多药耐药性（MDR）依据Magiorakos标准判定。耐药基因与突变通过ResFinder v4.7.2、MLST v2.0、CHTyper v1.0、SerotypeFinder v2.0等平台进行注释。毒力因子分析基于VirulenceFinder v2.0，质粒复制子由PlasmidFinder v2.1识别。基因组环境分析采用ISfinder与BLAST进行。

关键结论与观点

• 四株耐药大肠杆菌中，三株属于进化群B2，一株为G群，表明犬源菌株与人类临床分离株的进化群分布相似。
• 耐药谱显示ExPEC菌株对第三代、第四代头孢菌素及氟喹诺酮类耐药，与blaCTX-M-55、blaCMY-2、blaTEM-1A等β-内酰胺酶基因及GyrA/ParC突变相关。
• 毒力因子分析发现多个与尿路致病性相关基因，如csgA（生物膜形成）、fdeC（粘附）、chuA（血红素摄取）、irp2-fyuA（高致病性岛）、ompT（免疫逃逸）等。
• 质粒携带耐药基因与毒力因子，如IncF、IncI1等，提示水平基因转移的可能性，尤其在临床环境中可能传播至其他宿主。
• 研究首次报道ST12960，虽未见全球报道，但其携带耐药与毒力基因提示需进一步监测其临床影响。

研究意义与展望
本研究揭示犬源耐药大肠杆菌的基因组特征与人类临床分离株的相似性，强调伴侣动物在One Health框架下的重要性。未来需扩大样本量、多区域采样，结合临床数据以评估耐药克隆的传播动态与宿主适应性。此外，质粒介导的耐药与毒力共传播机制需进一步实验验证，以明确其在宿主间转移的潜力。

 

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结语
本研究通过基因组测序分析了巴西犬源尿路感染大肠杆菌的耐药性与毒力特征，发现菌株携带blaCTX-M-55、blaCMY-2、喹诺酮耐药突变及多个毒力基因。进化群B2及G的出现、多药耐药表型与质粒介导的耐药基因传播提示伴侣动物可能作为耐药克隆的储存宿主。研究强调基因组流行病学在兽医与临床医学中的交叉监测价值，为耐药菌株的传播路径研究提供基础。赛业生物提供从动物模型构建到药效评价的全流程服务，可支持后续耐药菌株的宿主适应性、传播机制及治疗干预研究。

 

Luciana Sartori, João Pedro Rueda Furlan, Fábio Parra Sellera, Gabriel Gandolfi, and Terezinha Knöbl. Clonal Diversity of Extraintestinal Pathogenic Escherichia coli Strains Isolated from Canine Urinary Tract Infections in Brazil. Antibiotics.