波兰沙门氏菌肠炎血清型流行病学成功背后的分子特征解析

　　本文深入探讨了波兰沙门氏菌肠炎血清型（Salmonella Enteritidis, ST11）的分子特征与流行病学关联。研究通过全基因组测序分析275株分离株，揭示了其毒力因子（如SPIs）、质粒分布（如IncFII(S)_1）及耐药基因（如gyrA突变与qnrB19）的流行状况，为理解其在禽类产业链及人类感染中的持续传播提供了关键遗传学依据，并对公共卫生防控策略具有重要启示。

　　

分子特征分析背景与意义

沙门氏菌肠炎血清型（Salmonella Enteritidis）是引起人类非伤寒沙门氏菌病的主要病原体之一，可通过污染禽类产品传播。自2014年以来，欧盟范围内人类沙门氏菌病的下降趋势出现停滞，而波兰作为欧盟领先的禽肉生产国，其沙门氏菌肠炎流行株的分子特征亟待系统解析。本研究通过分析2008至2019年间来自波兰禽类产业链（n=216）和人类（n=59）的275株沙门氏菌肠炎菌株的全基因组序列，旨在阐明其遗传内容与亲缘关系，为揭示该菌株在波兰持续传播的分子机制提供依据。

菌株来源与实验方法

研究菌株包括216株分离自禽类生产链（蛋鸡群、肉鸡群、种鸡群、禽肉及餐桌蛋）及59株人类临床分离株，时间跨度为2008至2019年。所有菌株经培养和DNA提取后，使用Illumina MiSeq平台进行全基因组测序，经Trimmomatic和FastQC质量控制，SPAdes进行基因组组装。血清型与序列分型（ST）通过SISTR和mlst工具鉴定，毒力岛（SPIs）、耐药基因（ARGs）、质粒复制子及毒力基因使用Abricate工具与相应数据库（VFDB、NCBI、PlasmidFinder、SPIFinder）进行分析。核心基因组MLST（cgMLST）分析采用chewBBACA和Enterobase方案，最小生成树（MST）通过GrapeTree构建。

遗传分型与流行克隆

绝大部分菌株（99.3%）属于ST11，仅两株为ST8211和ST8212。cgMLST分析显示，ST11菌株间的等位基因差异为0–332，共识别出11个无差异组（每组2–5株）。聚类分析在69个等位基因差异水平下将ST11分为4个簇和2个单株，其中簇3（n=195）包含最多人类源菌株（51/59），且与禽类源菌株高度混合，表明两者间存在密切遗传关联。部分人类与禽类源菌株甚至具有完全相同的cgMLST谱，提示禽类产品是人类感染的重要来源。

耐药基因与突变特征

仅5.8%的菌株携带至少1个耐药基因，最常见的是qnrB19（n=9），其余包括bla_TEM-1、bla_TEM-135、sul2和tet(A)。值得注意的是，46.9%的菌株存在QRDR区突变，以gyrA S83Y（n=95）和D87Y（n=30）为主。QRDR突变在人类源菌株中比例（69.5%）显著高于禽类源（40.7%），且gyrA S83Y在人类中更常见。唯一一株多重耐药菌（来自2010年禽肉）携带bla_TEM-135、sul2和tet(A)基因，但不含QRDR突变。

质粒复制子与毒力基因关联

95.6%的菌株携带至少1个质粒复制子，以IncFII(S)1（n=263）和IncFIB(S)1（n=262）最为常见。所有检测到的ARG均与质粒复制子共存于同一contig，例如qnrB19与Col(pHAD28)1、bla_TEM-135与IncI1-I(Alpha)1的共现。菌株携带质粒复制子时，其毒力基因数量（平均128.11）显著高于无质粒菌株（平均120.46）。关键毒力基因如spvB、spvC、spvD（位于毒力质粒）与IncFII(S)_1高度共存（n=263），而染色体毒力岛SPI-1–SPI-3、SPI-5、SPI-6、SPI-9、SPI-12、SPI-14和CS54在96.7%的菌株中保守存在。

毒力因子分布与功能

共检测到130个毒力基因，其中98个存在于所有菌株（如sopBDE2、invABC等侵袭相关基因），30个基因出现频率稍低（84.4%–99.6%），如pefBCD菌毛基因。三个基因频率显著较低：shdA（38.2%，与持续排菌相关，禽源中更常见）、gogB（2.9%，仅禽源存在）和sinH（0.4%，仅ST8212携带）。质粒携带菌株缺失mig-5、pefBCD、rck和spvBCD等基因的现象进一步证实了可移动元件对毒力特征的调控作用。

讨论与流行病学启示

研究未发现任何单一遗传 determinant（如毒力因子、耐药基因或质粒）能单独解释沙门氏菌肠炎在波兰的流行病学成功。ST11的高度遗传同质性与毒力因子保守性提示其适应性与传播优势可能源于多重因素的协同作用。人类与禽类源菌株的遗传紧密关联强烈表明禽类产品是人类感染的重要载体。低耐药基因流行率表明抗生素压力并非主要驱动因素，而QRDR突变的高频出现则提示氟喹诺酮类药物的使用可能促进了选择优势。此外，质粒介导的毒力基因传播（如spv操纵子）与宿主适应性的关联仍需深入探索。

研究局限与未来方向

本研究虽覆盖多年多来源菌株，但样本量仍有限，且人类菌株部分依赖公共数据库，可能引入选择偏倚。未来需结合转录组学、表型实验及更大规模监测数据，进一步验证毒力因子功能与传播动力学。此外，环境因素、宿主免疫互作及防控政策实施效果（如报告体系与养殖控制措施）对感染趋势的影响亦需综合评估。

结论

波兰沙门氏菌肠炎流行株以ST11为主导，呈现高度遗传同质性与毒力因子保守性。禽类产业链与人类菌株间的紧密遗传联系证实了禽类产品作为感染源的重要性。耐药性整体较低，但QRDR突变普遍存在。未发现单一分子特征可完全解释其流行病学成功，建议从多组学、防控政策及跨部门协作（One Health）角度持续深化研究。