基因组分析揭示肠炎沙门氏菌存在三个谱系

一项新的基因组分析表明，在高收入地区引发小肠结肠炎的肠炎沙门氏菌和在低收入地区引发侵袭性疾病的肠炎沙门氏菌是不同的谱系。

威康信托基金会桑格研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）等机构的研究人员对来自45个国家的675株肠炎沙门氏菌（Salmonella enterica serovar Enteritidis）的全基因组序列进行分析，发现了三个流行病学分支：一个分布在全球，另外两个仅限于非洲某些地区。该研究结果发表在《Nature Genetics》上，全球性的分支与家禽相关的小肠结肠炎有关，主要发生在全球较富裕的地区；非洲分支与较为贫穷且通常免疫低下的个体的侵袭性疾病相关，非洲分支菌株还表现出基因退化和耐药性增加。

文章第一作者、利物浦热带医学学院和桑格研究所的NicholasFeasey 说，“之前大家认为这种细菌只有一种，而对来自不同国家的肠炎沙门氏菌进行全基因组测序后，我们发现了三种不同类型。”

三个肠炎沙门氏菌谱系的特征

Feasey等人对1948年至2013年间收集的675个肠炎沙门氏菌菌株进行测序，其中496个样本来自非洲，主要是撒哈拉以南非洲地区，还有部分来自北非地区。

研究人员将这些肠炎沙门氏菌序列以及一个鸡沙门氏菌（Salmonella enterica serovar Gallinarum）基因组与肠炎沙门氏菌参考株系的基因组进行比对。通过系统进化分析，研究人员发现了三个肠炎沙门氏菌分支：一个是包含参考菌株在内的全球分支，一个是主要位于西非的分支，还有一个主要是中非或东非的分支。其余58个菌株具有进化、地理及时间上的差异。

研究人员指出，全球分支中包含了250个菌株。在进行耐药性检测的144个菌株中，104个菌株对所有测试的抗生素都易感，5个菌株具有多重耐药性，1个菌株对萘啶酸耐药。

西非分支中，除了一个菌株来自美国，其余均来自西非地区。该分支中的菌株都是高度耐药的，94%的菌株至少对一类抗生素具有耐药性。中非/东非分支中菌株主要来自中非、东非地区，仅2个菌株来自南非，该分支中约82%的菌株具有多重耐药性。

通过这些肠炎沙门氏菌基因组的测序，Feasey等人发现了包含约4000个基因的核心基因组和包含1.4万个预测基因的附属基因组。

预测基因中有57个基因是全球分支中特有的，都与前噬菌体phiSE20相关，phiSE20是菌株入侵鸡蛋和小鼠所必需的。西非分支中包含15个特有的预测基因，其中11个与质粒相关。中非/东非分支中含有77个特有的预测基因，其中33个与毒性质粒相关，40个与新的前噬菌体区域相关。这两个非洲分支共有的预测基因有102个，其中1个基因与新的前噬菌体区域相关。

同时，研究人员还重构了肠炎沙门氏菌的毒性质粒，发现它的系统发生出现在主要染色体之后，这表明，每个谱系都能稳定地保持质粒，而且质粒与染色体一起变得多样化。

研究人员指出，非洲分支具有差异化的宿主适应性标签。例如菌株D7795含有42个推定的受损基因，而其中大部分受损基因都与肠道内定植和从粪便中脱落相关，此外还有一些基因与代谢过程例如钴胺素的生物合成相关。这说明这个分支经历了还原进化。

文章作者、桑格研究所的NickThomson说，“这项研究说明了一个非常重要的问题，即一种相对温和的细菌在合适的条件下可以演变成一种更加危险的病原体。”

原文检索

《Distinct Salmonella Enteritidis lineages associated withenterocolitis in high-income settings and invasive disease in low-incomesettings.》

来源：测序中国（微信号：seq114）