2024年10月,世界卫生组织(WHO)正式将非伤寒沙门菌(Non-typhoidal Salmonella)列为“国际关注的突发公共卫生事件(PHEIC)”全球高风险病原体。然而,这一预警并非空穴来风——侵袭性非伤寒沙门菌(iNTS)正以高达18.1%的致死率和惊人的进化速度,悄然成为全球公共卫生的重大威胁。近日,国科大杭州高等研究院生命与健康科学学院乐敏研究员团队在期刊Clinical and Translational Medicine发表题为“Illuminating the genomic frontier of invasive non-typhoidal Salmonella infections”的受邀文章。该文章对团队此前在Nature medicine上发表的研究成果“Genomic census of invasive nontyphoidal Salmonella infections reveals global and local human-to-human transmission”进行了细致的解读分析。

研究团队从以下四个方面进行解读分析:优势血清型的演替与“超级细菌”的崛起、颠覆传统:“人-人”传播路径的基因组证据、全球进化的中国拼图:Global-c分支的发现、精准防控的科学指引。
研究团队通过对跨越三十年的基因组数据进行深度挖掘,发现中国地区iNTS的流行病学特征发生了根本性逆转:传统的猪源性猪霍乱沙门菌(S. Choleraesuis)已退居二线,取而代之的是肠炎沙门菌(S. Enteritidis)。更令人担忧的是,这种演替伴随着抗药性的爆发式增长。新优势菌株表现出极高的多重耐药性(MDR率达66%),超过86%的菌株携带喹诺酮耐药基因,且针对三代头孢菌素的blaCTX-M基因检出率逐年攀升。基因组分析证实,质粒、转座子等可移动遗传元件(MGEs)是驱动这场“耐药风暴”的核心引擎。
长期以来,iNTS被视为典型的食源性或人畜共患病。然而,乐敏教授团队的研究颠覆了这一传统认知。利用高精度的SNP分析(≤4 SNPs阈值)和时空关联模型,研究发现57.52%的侵袭性感染事件可归因于直接的人际传播。这意味着,iNTS正在快速适应人类宿主,腹泻患者可能作为关键的“中转站”,通过接触或食物污染在人群中隐匿传播。这一发现为切断传播链条提供了全新的防控视角:防控重点必须从单纯的畜禽养殖端,扩展至人类社区和医院感染控制。
研究进一步解析了肠炎沙门菌的全球进化脉络,定义了Global-a、Global-b及Global-c三个主要演化分支。其中,主要流行于中国的Global-c分支表现出独特的代谢功能突变和极高的多重耐药率(97.56%),显著区别于欧美及非洲菌株。这一发现提示我们,iNTS的进化具有显著的地域特异性,亟需建立基于本土基因组特征的精准监测体系。
基于“全健康(One Health)”理念,该研究不仅揭示了婴幼儿(<1岁)和男性作为高危人群的流行病学特征,更呼吁建立包括血液感染常规监测、严格的抗生素管理以及针对性疫苗研发在内的综合干预策略。
该工作得到了中国国家自然科学基金(32573359)和国家重点研发计划项目(2022YFC2604201)等项目资助,国科大高等研究院博士后王浩和汤俐为共同第一作者,乐敏研究员为通讯作者。面对iNTS向“人际传播”适应和耐药性增强的双重挑战,乐敏教授团队基于大规模基因组流行病学分析,结合贝叶斯时空模型,首次在基因组层面揭示了iNTS从“人畜共患”向“人际传播”模式的惊人转变,并绘制了中国本土优势克隆群的进化图谱。它不仅为理解病原体的进化机制提供了坚实的理论依据,更为全球卫生政策的制定提供了迫切的科学实证。在微生物与人类的博弈中,唯有利用前沿的基因组学技术洞察先机,我们方能率先构筑起坚实的生物安全防线。