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河南农业大学王亚楠 Food Safety and Health丨沙门菌的“阿奇霉素耐药大冒险”:一场跨越36年的全球追踪

  • 2026-10-24 02:00:14
河南农业大学王亚楠 Food Safety and Health丨沙门菌的“阿奇霉素耐药大冒险”:一场跨越36年的全球追踪
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读论文也可以很有趣 第140期
2026年4月16日,商丘籍博士、河南农业大学动物医学院国家动物免疫学国际联合研究中心王亚楠教授和合作者的研究成果“Genomic Insights Into Spatiotemporal Dynamics of Acquired Azithromycin Resistance Genes in Salmonella Strains Worldwide” 在国际期刊《Food Safety and Health》上发表。河南农业大学高层次人才、特聘教授、博士生导师王亚楠教授为论文的通讯作者,河南农业大学动物医学院国家动物免疫学国际联合研究中心为第一完成单位,2023级硕士研究生裴宇航为第一作者。该研究得到了河南省自然基金优青基金(青B)、河南省科研计划联合基金青年科学家、国家重点研发计划、河南农业大学高层次人才等项目的资助。
论文链接:

 https://doi.org/10.1002/fsh3.70099

阿奇霉素已被用于治疗由氟喹诺酮类和第三代头孢菌素耐药沙门菌引起的临床侵袭性感染,且在部分国家通过群体药物治疗(MDA)使用阿奇霉素以降低5岁以下儿童死亡率。然而,目前对全球范围内阿奇霉素耐药沙门菌的分布特征及其时间变化趋势的认识仍显不足。本研究分析了260195个具有清晰元数据的基因组,旨在揭示全球沙门菌中获得性阿奇霉素耐药基因的分布格局与时空演变趋势。
生物信息学分析显示,在260195株沙门菌中,有1.28%的菌株携带至少一种阿奇霉素耐药基因。总体而言,mph(A)基因是导致阿奇霉素耐药的主要原因,且在人类、水生动物、食品、野生动物及环境样本中均观察到mph(A)基因检出率呈上升趋势,这一现象在源自亚洲、欧洲和南美洲的S. Newport和S. I 1,4,[5],12:i:- 血清型尤为显著。此外,研究还观察到了携带mph(A)的菌株与blaNDM, mcr, and tet(X4)等最后一线抗生素耐药基因的共存现象。
系统发育分析表明,acrB p. R717L突变主要见于中国来源的人体和猪源鼠伤寒沙门菌ST19(S. TyphimuriumST19)、英国来源的人体肠炎沙门菌ST11(S. EnteritidisST11)菌株。全球范围内,阿奇霉素耐药沙门菌呈现出明显的增长趋势。综上所述,本研究绘制了全球沙门菌中获得性阿奇霉素耐药基因的全景图谱,为了解阿奇霉素耐药沙门菌的传播动力学提供了宝贵的见解。

如果把细菌比作一群调皮的小捣蛋鬼,那沙门菌绝对是其中的“活跃分子”——它总爱躲在生肉、鸡蛋里搞偷袭,让人上吐下泻。不过人类也不是吃素的,发明了抗生素这个“超级武器”,其中阿奇霉素就是对付它的“秘密武器”之一。但最近,科学家们发现:这些小捣蛋鬼居然学会了“抗药魔法”,连阿奇霉素都不怕了!

本篇论文的研究团队,就像一群“细菌侦探”,分析了超过26万份沙门菌的基因组数据,横跨全球51个国家、36年,终于摸清了这些“耐药菌”的传播地图。今天咱们就来聊聊这场惊心动魄的“追凶记”。

一、阿奇霉素:从“救星”到“失效”?

先说说阿奇霉素为啥这么重要。以前沙门菌感染常用氟喹诺酮类(比如左氧氟沙星)或者三代头孢(比如头孢曲松),但近年来这些细菌对这些药物越来越不敏感,阿奇霉素就成了治疗重症感染的“最后防线”。甚至在一些低收入国家,还会给儿童大规模投药来降低死亡率——这就像给细菌开了个“耐药培训班”,难怪它们越来越难对付。

研究团队一开始就想搞清楚:这些沙门菌到底是怎么获得耐药能力的?它们在全球的分布有什么规律?会不会带着其他“危险基因”?

二、数据大搜捕:26万份样本的全球普查

为了破案,科学家们从NCBI数据库下载了58万多份沙门菌基因组数据,经过严格筛选(必须有采集时间、地点、来源等详细信息),最终留下了26万份高质量样本,时间跨度从1989年到2025年。

他们用了好多厉害的工具:用MLST给细菌做“亲子鉴定”(分型),用SISTR和SeqSero2给它们“验血型”(血清型),再用ResFinder找耐药基因,最后还建了进化树看它们的“家族关系”。这工作量,相当于给26万个嫌疑人做了全套档案!

三、惊人发现:1.28%的沙门菌不怕阿奇霉素

结果出来吓一跳:在这26万份样本里,有3328株(约1.28%)携带了至少一种阿奇霉素耐药基因。别看比例好像不高,但考虑到沙门菌感染每年导致全球数百万人发病,这个数字背后可是无数患者的健康风险。

1. 地域分布:亚洲是“重灾区”

耐药菌的分布有明显的地域差异:亚洲的耐药率最高(7.26%),其次是欧洲(0.97%)和北美(0.51%)。具体到国家,阿联酋(15.49%)、中国(10.34%)、埃及(9.09%)排在前列。看来温暖的地方不仅适合人类居住,也适合耐药菌生长?

2. 宿主来源:鸭子和水生动物里也不少

这些耐药菌不光在人身上,还广泛存在于各种动物和环境里。鸭子体内的耐药率高达7.40%,水生动物2.10%,猪2.11%,鸡1.32%。这说明耐药菌的传播早就突破了物种界限,符合“同一健康”(One Health)的理念——人类、动物、环境健康息息相关。

3. 血清型和ST型:谁是“耐药冠军”?

在所有的沙门菌血清型中,Blockley(39.19%)、Indiana(22.53%)、London(21.49%)是携带耐药基因最多的“前三名”。而从遗传谱系来看,ST132(61.30%)、ST52(39.08%)是主要的耐药克隆。这些菌株就像带着“耐药护照”的旅行者,在全球各地扩散。

四、耐药基因的“进化史”:mph(A)称霸全球

接下来看看这些细菌到底用了什么“抗药魔法”。研究发现,它们主要靠携带各种耐药基因来实现:

  • mph(A)基因:这是绝对的“主力军”,在2821株菌中存在,占所有耐药株的84.8%。它编码的酶能直接把阿奇霉素“磷酸化灭活”,就像给药物戴了个“防毒面具”。

  • 其他还有erm(B)、mef(B)等基因,分别通过修饰核糖体或外排泵机制产生耐药性。

更有意思的是,这些耐药基因还在不断“升级”。从时间上看,mph(A)的流行率从2010年前的0.61%飙升到2025年的1.34%,尤其是在亚洲、欧洲和南美洲。而像mef(B)和acrB突变这些机制则在减少,说明细菌的耐药策略也在“优胜劣汰”。

五、最危险的信号:多重耐药的“死亡组合”

如果只是对阿奇霉素耐药也就罢了,可怕的是这些菌株往往还携带其他“致命武器”。研究发现,很多阿奇霉素耐药株同时带有:

  • 碳青霉烯酶基因(blaNDM系列):对碳青霉烯类抗生素耐药,这是治疗严重感染的“最后防线”;

  • 粘菌素耐药基因(mcr系列):粘菌素是兽用的“终极药物”;

  • 甚至还有tet(X4)这种能水解替加环素的基因。

这就好比细菌同时穿了好几层“防弹衣”,一旦感染,医生可能真的要“无药可用”了。比如在ST198型菌株中,mph(A)与blaCTX-M(三代头孢耐药基因)共存的情况非常普遍。

六、进化树上的“家族秘密”:不同地区的独特分支

为了搞清楚这些耐药菌是怎么传播的,科学家挑选了两个最常见的血清型——鼠伤寒沙门菌(S. Typhimurium)和肠炎沙门菌(S. Enteritidis)做了进化分析。

结果发现:在中国的人源和猪源ST19型鼠伤寒沙门菌中,有一个叫acrB p.R717L的突变特别集中,而且它们大多出现在2010-2014年。而在英国的肠炎沙门菌中,也有类似的突变聚集现象。更有趣的是,mph(A)基因和这些染色体突变几乎从不同时出现——说明细菌要么靠“外来基因”耐药,要么靠“自身突变”耐药,很少两样都占。

七、给我们的启示:为什么要关心这些?

这项研究的意义可不小:

1. 首次绘制全球图谱:以前的研究多是局部地区或小样本,这次是真正的全球性分析,为后续监测提供了基准。

2. 预警公共卫生风险:阿奇霉素作为“最后防线”正在失守,尤其是多重耐药株的出现,可能让治疗变得极其困难。

3. 指导防控策略:明确了高风险地区(亚洲)、高风险血清型(如Newport、I 1,4,[5],12:i:-)和高风险宿主(鸭、水生动物),有助于精准防控。

当然,研究也有局限性,比如只分析了NCBI的数据,没有包括表型药敏试验,也没深入研究耐药基因的位置和转移机制。但瑕不掩瑜,这依然是沙门菌耐药研究领域的重要里程碑。

八、结语:与细菌的“军备竞赛”永不停歇

看完这项研究,你是不是觉得细菌的世界比宫斗剧还精彩?它们不断进化,我们也要不断研发新武器。好在科学家们已经建立了这样的全球监测网络,只要我们合理使用抗生素,加强食品安全监管,就一定能在这场“军备竞赛”中占据上风。

下次吃鸡蛋的时候,记得彻底煮熟哦——毕竟,谁也不想和这些“耐药大侠”正面交锋!

论文信息:

Pei, Yuhang, MengqiQu, ZiruYang, XuebinXu, and YananWang. 2026. “Genomic Insights Into Spatiotemporal Dynamics of Acquired Azithromycin Resistance Genes in Salmonella Strains Worldwide,” Food Safety and Health: 1–10. https://doi.org/10.1002/fsh3.70099.

作者简介:


王亚楠博士 商丘睢阳区人,河南农业大学特聘教授、高层次拔尖人才、博士生导师/硕士生导师、河南省自然科学基金青年科学基金项目(B类)获得者。课题组立足于国家战略需求“公共卫生、食品安全、环境健康”,聚焦微生物组学与耐药基因组学、组学大数据与人工智能、人兽共患细菌病与食品安全、病原微生物耐药与防控等方面开展研究,以第一或通讯作者(含并列)在Advanced Science(2026)、Nature Communications(2025,ESI高被引、热点论文)、Journal of Hazardous Materials(2025)、Communications Medicine(2025)、Journal of Infection(2024)、National Science Review(2023,ESI高被引)、Environment International(2021、2020)等期刊发表23篇学术论文,其中1篇入选2024年National Science Review最佳论文,1篇入选2025年Zoonoses最佳论文。E-mail: wangyanan1001@henau.edu.cn。

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