《Microbiology Spectrum》：Molecular epidemiological and genetic variability of Salmonella isolates from the tropical mountainous region of southern China (2017–2024)
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本文首次系統揭示了中國南方熱帶山區臨床、食品及環境來源沙門菌的流行規律與遺傳特征。研究發現，S. I 1,4,[5],12:i:- (ST34) 是腹瀉患者優勢血清型，S. Enteritidis (ST11) 則主要導致菌血癥等全身性感染。菌株對氨芐西林、四環素、環丙沙星和頭孢菌素類藥物耐藥率高，并首次在當地檢出攜帶 tet(X4) 耐藥基因的菌株。研究還揭示了毒力基因在全身性感染菌株中的特異性分布，為區域內沙門菌的防控與精準治療提供了重要科學依據。
材料與方法
本研究基于2017年1月1日至2024年3月31日期間，從中國肇慶市的哨點醫院、食品和環境來源中收集的2540份樣本。樣本類型包括腹瀉患者糞便、食品（如即食食品、熟食、糕點、蔬菜等）及環境樣本（如家禽養殖場、肉類加工廠、醫院污水等）。通過標準分離培養（TTB/SC肉湯增菌，BS和XLD平板分離）和質譜鑒定，最終獲得384株非重復的腸炎沙門菌（Salmonella enterica）分離株。所有參與者均已簽署知情同意書，并獲得肇慶市疾病預防控制中心研究倫理委員會的批準。
菌株的血清型鑒定采用傳統的玻片凝集法，遵循Kauffmann-White方案。對384株沙門菌進行了針對14種抗菌藥物（包括甲氧芐啶/磺胺甲噁唑、黏菌素、碳青霉烯類、頭孢菌素類、四環素、替加環素、環丙沙星、阿奇霉素、氨基糖苷類、氨芐西林等）的微量肉湯稀釋法藥敏試驗，參考美國臨床和實驗室標準化協會指南。對全部菌株進行了全基因組測序，并利用生物信息學平臺對測序數據進行分析，包括多位點序列分型、血清型預測、抗菌藥物耐藥基因、毒力基因、質粒復制子鑒定及系統發育樹構建。其中，對40株攜帶特定耐藥基因（如 tet(X4), BlaCTX-M-14等）和傷寒毒素基因的菌株進行了納米孔長讀長測序，以獲得完整的質粒信息。統計分析使用GraphPad Prism軟件。
結果
沙門菌流行與血清型分布
384株沙門菌分離株中，84.38%來自臨床患者，9.64%來自環境樣本，5.99%來自食品樣本。在臨床株中，大部分分離自糞便樣本，24株分離自血液樣本。2017年至2024年期間，哨點醫院報告的腹瀉病例數顯著下降，但分離的沙門菌數量卻明顯增加。共鑒定出41種不同的血清型，其中優勢血清型為S. I 1,4,[5],12:i:-（單相變異的鼠傷寒沙門菌，占37.5%），其次為腸炎沙門菌（S. Enteritidis， 15.9%）、鼠傷寒沙門菌（S. Typhimurium， 13.8%）和斯坦利沙門菌（S. Stanley， 6.0%）。血清型分布因來源而異：在人體分離株中，S. I 1,4,[5],12:i:- (43.5%)占主導；在導致全身性感染（主要來自血液）的25株菌中，腸炎沙門菌(40%)最為常見；在環境樣本中，腸炎沙門菌(35.1%)最常見；而在食品樣本中，鼠傷寒沙門菌(39.1%)最常見。自2021年起，S. I 1,4,[5],12:i:-的分離率顯著上升，成為年度的最主要血清型。
多位點序列分型模式
MLST分析揭示了47種不同的序列類型。ST34（與S. I 1,4,[5],12:i:-和部分S. Typhimurium相關，占38.28%）、ST11（全部為腸炎沙門菌，15.88%）、ST19（全部為鼠傷寒沙門菌，12.5%）和ST29（全部為斯坦利沙門菌，5.98%）是最主要的ST型。基于ST和來源構建的最小生成樹顯示，存在一個以ST34、ST19和A1型菌株為主的優勢克隆群CC1在肇慶流行。ST34、ST19和ST11菌株在人類、環境和食品三種來源中均有發現，而ST29菌株僅來自人類。
抗菌藥物耐藥表型、耐藥組與質粒組分析
藥敏試驗顯示，菌株對氨芐西林的耐藥率最高（63.8%），其次為四環素（62.7%）、氨芐西林/舒巴坦（38.8%）和甲氧芐啶/磺胺甲噁唑（38.5%）。對臨床重要的環丙沙星、頭孢噻肟和頭孢他啶的耐藥率也分別達到17.7%、16.4%和15.6%。對替加環素、碳青霉烯類和頭孢他啶/阿維巴坦的耐藥率較低。115株（29.9%）被鑒定為多重耐藥菌。MDR菌株主要由S. I 1,4,[5],12:i:- (ST34) 和S. Typhimurium (ST19)構成，占80%。
基因組分析共鑒定出96個耐藥基因，介導對13類抗菌藥物的耐藥。最常見的耐藥基因包括 aac(6′)-Iaa (59%)、sul2 (52%)、blaTEM-1(49.1%)、floR (43.3%) 等。在384株菌中發現了39種不同的質粒復制子，275株菌至少攜帶一種質粒。最常見的質粒類型包括 IncFIB(S)、IncFII(S)、Col(pHAD28)、IncHI2 和 IncX1。長讀長測序分析發現，IncHI2/IncHI2A雜合質粒攜帶的耐藥基因多樣性最高，而CTX-M-14、CMY-2、DHA-1等基因分別與IncI1-I(Alpha)、IncX4、IncHI2A/IncHI2/IncN等質粒相關。
值得注意的是，在6株對替加環素耐藥的菌株中，有2株S. I 1,4,[5],12:i:-菌株攜帶 tet(X4) 基因，該基因位于一個IncFIA(HI1)-IncHI1A-IncHI1B(R27)雜合質粒上。該質粒與在中國和日本等地其他腸桿菌科細菌中報道的質粒高度相似，其遺傳環境顯示 tet(X4) 基因與 macrolide hydrolase EstT 相關聯，兩側為IS1家族和ISVsa3家族轉座酶。
毒力因子分析與系統基因組學
在384株菌中鑒定出231個毒力基因，分為10類。其中 csgA、fur、phoP 以及多個III型分泌系統相關基因在全部菌株中均存在。研究發現，21株非傷寒沙門菌攜帶編碼傷寒毒素的 cdtB 基因，涉及戈爾德科斯特沙門菌、傷寒沙門菌、奧拉寧堡沙門菌等多個血清型，其中3株來自環境樣本。此外，7株倫敦沙門菌攜帶編碼熱穩定腸毒素的 east1 基因。
毒力基因的分布在來源和血清型間存在差異。來自人類和食品的菌株其中位毒力基因攜帶率略高于環境株。在主要血清型中，S. I 1,4,[5],12:i:- 和 S. Typhimurium 攜帶的毒力基因數量顯著多于 S. Enteritidis 和 S. Stanley。特別值得注意的是，在人類分離株中，來自腹瀉患者的菌株其中位毒力基因攜帶率顯著高于來自全身性感染患者。深入分析發現，編碼碳酸酐酶的 mig-5、質粒編碼菌毛的 pefA/B/C/D、III型分泌系統效應蛋白的 spvB/C/D 以及補體抗性蛋白的 rck 等基因，在全身性感染菌株中的攜帶率（約48%）遠高于腹瀉患者菌株（11.4%–12.0%）。
基于SNP構建的最大似然系統發育樹將384株菌分為五個主要分支。絕大多數S. I 1,4,[5],12:i:- (142/144) 和全部S. Typhimurium 菌株聚集在最大的分支Clade V。S. Enteritidis 單獨聚集在Clade III。攜帶 cdtB 基因的21株菌分散在多個分支中。進一步與NCBI數據庫中的菌株進行系統發育分析顯示，攜帶 cdtB 的菌株形成了四個分支，其中戈爾德科斯特沙門菌菌株集中在一個分支，且主要與中國分離株聚類，而個別菌株（如S. diarizonae 22SAL094）與來自英國的菌株親緣關系更近，提示了 cdtB 陽性菌株的全球化傳播。
結論
本研究首次全面描繪了中國南方熱帶山區腸炎沙門菌的流行與遺傳動態。S. I 1,4,[5],12:i:- (ST34)、S. Enteritidis (ST11)、S. Typhimurium (ST19/ST34)、S. Stanley (ST29) 等是肇慶地區的優勢血清型，而全身性感染主要與腸炎沙門菌、德爾卑沙門菌和鼠傷寒沙門菌相關。菌株對氨芐西林、四環素等藥物耐藥率高，且 blaTEM-1、sul2、tet(A) 等耐藥基因廣泛傳播。尤其值得注意的是，首次在當地檢出了攜帶“最后防線”抗生素替加環素耐藥基因 tet(X4) 的菌株。研究還揭示了 mig-5、pef 操縱子、spv 基因等毒力因子在全身性感染菌株中的富集現象，以及傷寒毒素基因 cdtB 在非傷寒沙門菌中的出現。這些發現填補了該地域沙門菌研究的數據空白，為臨床精準治療、耐藥性監測和公共衛生干預策略的制定提供了關鍵的科學依據。
