科研进展
STOTEN|林可酰胺耐药新基因lnu(I)的功能及其传播机制
时间:2023-11-13点击次数:作者:张晴丹审稿:贾仁勇

(学校新闻报道链接:https://news.sicau.edu.cn/info/1133/74228.htm;媒体报道链接:https://mp.weixin.qq.com/s/lcYkRKyTVb_NT9jxyt8brQ)

在“One Health”背景下,细菌的抗生素耐药性已经成为人类和动物医学中最关注的问题之一,对人类、动物和环境都产生了显著影响。鸭疫里默氏菌(Riemerella anatipestifer)作为重要的家禽病原菌,可在多种家禽中引发传染性浆膜炎,给养禽业产业带来巨大经济损失。目前已报道鸭疫里默氏菌多种耐药机制,然而对林可酰胺的耐药机制尚不清楚。

近日,新浦京8883平台程安春教授团队在《Science of The Total Environment》杂志在线发表了题为“Emergence and mobilization of a novel lincosamide resistance genelnu(I): From environmental reservoirs to pathogenic bacteria”(DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167400)的研究论文,报道了一种新型林可霉素耐药基因lnu(I),并揭示了该基因的功能、潜在起源及其传播机制。

图形摘要

研究人员发现Lnu(I)与目前已知的lnu基因一致性低于66%,功能研究表明lnu(I)基因在鸭疫里默氏菌敏感菌株介导林可霉素(MIC =128 mg/L)和克林霉素(MIC =2 mg/L)抗性,其编码蛋白能在体外通过腺苷酰化作用将林可霉素和克林霉素灭活。流行病学调查表明,在我国四川、安徽,山东等8个省份的鸭疫里默氏菌分离株已检测到了lnu(I)基因阳性菌株,最早可追溯到2011年。进一步通过基因组流行病学分析,从多达36个细菌种的染色体或质粒上鉴定出了56个lnu(I)序列,并且这些细菌主要源于环境(图1)。

图1 Lnu(I)的系统发育和lnu(I)基因阳性菌株的地理来源追溯

系统发育和分类学分析表明,黄杆菌科(Flavobacteriaceae)成员是lnu(I)基因的主要携带者(16/56,28.57%),环境(污泥及淡水)中的黄杆菌属(Flavobacterium)染色体与其lnu(I)基因具有相似的GC含量和稳定的遗传背景(图2)。值得注意的是,在人类和动物源致病菌已经检测到与插入序列(IS)和整合-结合元件(ICE)关联的lnu(I)基因(图3)。

图2 Lnu(I)蛋白的起源分析

图3.lnu(I)基因遗传环境中的可移动遗传元件

这些结果表明,环境中的黄杆菌属物种可能是lnu(I)基因的潜在祖先来源,并已向病原菌发生了横向转移。本研究揭示了新型林可酰胺抗性基因lnu(I)的功能特征,并通过基因组流行病学方法研究了其潜在起源和传播机制,为林可酰胺耐药机制研究提供了新的见解。

该论文第一署名单位为新浦京8883平台,程安春教授和朱德康教授为文章通讯作者,博士研究生杨志双和兰恬静为共同第一作者。研究工作得到国家现代农业产业技术体系和四川省科技计划项目的资助。