麦契尼可夫弧菌（Vibrio metschnikovii）简称麦氏弧菌，是弧菌属（Vibrio）中的一种新发病原菌。能够在海洋鱼虾贝类中定植并引起海洋生物感染。人类通过摄入鱼类或贝类中的生物体麦氏弧菌，或接触含有该菌的水而感染，是引起人类腹泻、菌血症、败血症和伤口感染等疾病的十二种致病性弧菌之一。在免疫功能低下或有潜在肝病患者中，麦氏弧菌甚至能够导致死亡。目前人们对于麦氏弧菌的血清诊断、毒力因子以及致病性等病原学的认识非常有限。
通过收集全球目前可获得的麦氏弧菌基因组，我们初步阐明了麦氏弧菌基因组系统发育进化特征。麦氏弧菌种群可明细分为两个谱系（L1和L2），共鉴定出14个克隆群。本研究通过菌株的分离来源、配对SNPs差异、SNP突变累积效应、曼特尔检验分离株之间的遗传距离和实际地理距离相关性、耐药基因分布等多个维度，论证了L1和L2谱系之间存在明显的进化差异。L1菌株的传播可能与人类活动密切相关，而L2中的菌株则更倾向于本地克隆化繁殖，在有限的生态位中流行传播。
图1 麦氏弧菌种群结构和系统发育分析
根据O抗原生物合成基因簇（O-AGCs）序列差异共鉴定了29种麦氏弧菌O抗原基因型（VMOg），分别定义为VMOg1-VMOg29。这些VMOg型别具有高度的遗传多样性。同时，利用VMOg特异性靶标基因，我们建立了一套数字化O血清群分型系统，该系统可以区分任意一种已知的VMOg型别。
图2 麦氏弧菌O抗原生物合成簇型别鉴定
致病性研究方面，麦氏弧菌毒力谱主要包括19类毒力相关因子，涉及与麦氏弧菌运动、趋化、黏附、毒素和分泌系统等功能相关的毒力基因。大多数麦氏弧菌菌株含有细胞溶血素（hlyA）、耐热溶血素（tlh）、甘露糖敏感血凝素（MSHA）IV型菌毛等相关毒力因子，然而麦氏弧菌群体两个谱系中菌株所携带的毒力相关基因存在较大的异质性，而且麦氏弧菌细胞毒等级、O抗原基因型和毒力因子之间存在一定的联系。
图3 麦氏弧菌毒力谱
侧鞭毛基因簇对麦氏弧菌的致病性贡献较大，侧鞭毛核心功能基因flhA基因缺失株在细菌运动、生物膜形成以及细胞感染模型的表型明显降低，且该基因的转录（表达）水平与致病性方面阳性表型呈正相关。致病机制实验表明侧鞭毛在麦氏弧菌感染的早期黏附阶段起着重要作用。
图4 麦氏弧菌侧鞭毛相关基因致病性分析
上述研究工作对于开展麦氏弧菌诊断血清研制、了解其与人类密切相关的种群谱系、致病性等病原学特征，以及麦氏弧菌感染的治疗奠定了基础。文章以“Vibrio metschnikovii as an emergent pathogen: Analysis of phylogeny and O-antigen and identification of possible virulence characteristics”为题在2023年8月发表于Emerging Microbes & Infections（IF=13.2）杂志。中国疾病预防控制中心传染病预防控制所黄振洲博士为文章第一作者，于可艺博士、肖悦助理研究员、高鹤副研究员、白雪梅副研究员参与了研究工作；浙江省疾控中心的叶菊莲主任技师、温州市疾控中心的章乐怡主任技师、四川省疾控中心的罗隆泽主任技师参与了菌株收集工作；美国佛罗里达大学医学院J. Glenn Morris, Jr.教授（国际上首次报道麦氏弧菌感染病例的作者），澳大利亚新南威尔士大学兰瑞廷教授共同参与了数据的分析工作。王多春研究员为本文的责任作者。
参考文献：
1. Huang Z, Yu K, Lan R, Glenn Morris J Jr, Xiao Y, Ye J, Zhang L, Luo L, Gao H, Bai X, Wang D. Vibrio metschnikovii as an emergent pathogen: Analysis of phylogeny and O-antigen and identification of possible virulence characteristics. Emerg Microbes Infect. 2023; 24:2252522.
2. Jean-Jacques W, Rajashekaraiah KR, Farmer JJ 3rd, Hickman FW, Morris JG, Kallick CA. Vibrio metschnikovii bacteremia in a patient with cholecystitis. J Clin Microbiol. 1981;14(6):711-2.
