近日,国科大杭州高等研究院(以下简称杭高院)生命与健康科学学院(以下简称生命学院)乐敏/唐标团队在英国抗菌化疗学会国际权威期刊《Journal of Antimicrobial Chemotherapy》(药学top)在线发表了题为《Acquired antimicrobial resistance genes in Bordetella Species: a global genomic analysis》的研究论文。该研究首次系统描绘了非百日咳鲍特菌属中获得性抗生素耐药基因的全球分布与传播特征,并对其作为耐药基因潜在风险提出预警。

鲍特菌属(Bordetella spp.)是一类重要的革兰氏阴性病原菌,其中百日咳鲍特菌(B. pertussis)是百日咳的主要致病菌。尽管百日咳鲍特菌基因组较为保守、获得性耐药基因报道极少,但其近缘种如支气管败血鲍特菌(B. bronchiseptica)、创口鲍特菌(B. trematum)和禽鲍特菌(B. avium)在近年引起的人畜共患感染逐渐增多,其耐药基因的分布与传播规律仍缺乏系统性研究。

图1. 耐药基因分布
为全面评估鲍特菌属的抗生素耐药风险,本研究基于全球公共数据库,筛选并组装了来自11个鲍特菌物种的746份高质量基因组。经排除部分污染序列后,共在支气管败血鲍特菌、创口鲍特菌和禽鲍特菌中鉴定出105个获得性耐药基因,覆盖磺胺类、四环素类、氨基糖苷类、β-内酰胺类等10类抗生素。其中,磺胺类耐药基因sul2最为普遍,其遗传环境特征提示该基因可能通过可移动遗传元件Tn6591在鲍特菌属内传播。
系统发育分析将238株支气管败血鲍特菌划分为3个主要谱系和17个亚群,其中谱系2含有最多的多重耐药菌株,而人源菌株则广泛分布于多个亚群。基于SNP阈值的传播事件量化显示,该菌存在频繁的国际间与跨宿主传播,尤以法国和美国之间的跨国传播,以及人与犬、兔之间的跨宿主传播最为显著。此外,本研究发现部分耐药基因位于具有接合转移能力的IncP1型质粒上,提示其具备跨物种传播的潜力。
本研究首次系统揭示了非百日咳鲍特菌中获得性耐药基因的分布格局与传播模式,强调了该属细菌在动物—环境—人类不同生态位中传播耐药性的潜在风险,为“One Health”框架下的细菌耐药性监测与防控提供了重要科学依据。
值得一提的是,该工作延续了鲍特菌属耐药性全球监测的研究脉络。2024年,唐标博士在百日咳暴发背景下开展相关研究,分析了全球百日咳鲍特菌的耐药性特征,发现中国超过七成菌株携带导致大环内酰胺耐药的A2047G突变,并报道百日咳鲍特菌中携带获得性耐药基因的菌株(Tang, Journal of Infection, 2024)。
该工作得到了浙江省“领雁”研发攻关计划(2023C03045)、浙江省自然科学基金(LY23C180001)、杭高院自主部署课题青苗计划项目(2023HIAS-Y031)的支持。杭高院为第一完成单位,杭高院生命学院特聘副研究员唐标和2025级博士生胡孝和为本研究的共同第一作者,乐敏研究员为通讯作者,工作室首席教授赵国屏院士对本工作给予了重要指导。
原文链接:https://doi.org/10.1093/jac/dkaf418