细菌抗生素耐药性已成为重要的全球健康威胁。CTX-M型超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）的出现及快速传播使临床治疗更加具有复杂性和挑战性。质粒介导的抗性基因水平转移是细菌耐药性快速扩散的重要途径。
2023年12月，菌（毒）种保藏细菌分中心在Drug Resist Updat.（IF=24.3）发表题为“Global spread characteristics of CTX-M-type extended-spectrum β-lactamases: A genomic epidemiology analysis”的研究论文，从基因组流行病学角度，对全球范围内的CTX-M型ESBLs传播特征和演化规律进行了分析。研究结果为更有效地应对质粒介导的ESBLs演化风险提供了支持，并为基因型特异性的耐药流行病学监测打下了基础。研究成果具有重要的公共卫生意义。
研究收集了1996-2022年间分离自54个国家的1345条含blaCTX-Ms的质粒完整序列，探索了质粒介导的细菌blaCTX-Ms获得性耐药的分子遗传特征。质粒宿主广泛，其中大肠杆菌属和克雷伯菌属细菌为绝对优势宿主菌。共鉴定出186个不相容质粒型别及48种blaCTX-Ms型别。blaCTX-Ms在不同国家和洲际的流行亚型具有显著差异，CTX-M-1_IncI1-I(Alpha)_Escherichia和CTX-M-65_IncFII(pHN7A8)/R_Klebsiella是blaCTX-Ms跨宿主跨区域传播的主要形式（图 1）。
图 1 质粒Inc型，blaCTX-Ms型别与宿主的关联性分析
质粒可划分为12个谱系，亚洲和欧洲存在地域性质粒群，其余地域的质粒为混杂分布。Inc型别的分布具有质粒的谱系特异性，谱系1中的融合质粒类型最复杂。谱系3和谱系12中的质粒具有明显的宿主偏好性，以Klebsiella sp.和Moellerella wisconsensis为主要的宿主类型（图 2）。
图 2 1345个质粒的泛基因组聚类
共检出1392个blaCTX-Ms，其中1316个质粒只存在一个blaCTX-M，28个质粒存在多个blaCTX-Ms。本研究发现了5个潜在的新的blaCTX-Ms基因型别，与目前已知型别只存在一个氨基酸位点差异。除blaCTX-Ms外，1345个质粒序列中还检出209个其他抗性基因，与27种抗生素的抗性相关，其中与氨基糖苷类抗生素抗性基因，磺胺类抗生素抗性基因，头孢菌素类抗性基因具有相对高的协同作用频率。198个质粒序列中仅含有blaCTX-Ms，无其他抗性基因。质粒平均含有7个抗性基因。融合质粒携带的抗性基因数量显著高于单Inc型别质粒（P<0.05）（图 3）。
图 3 质粒所携带抗性基因数量分析
本研究以IncI-I(Alpha)型质粒为代表进行质粒间遗传多样性分析及区域性质粒进化分析。基于IncI-I(Alpha)型质粒核心基因的最大可信进化分枝树（Maximum Clade Credibility Tree）的拓扑结构提示IncI-I(Alpha)型质粒以两个主类群a、b进行传播扩散。既有从欧洲跨越到非洲的远距离交流，也有亚欧围绕传播中心的近距离播散，呈现全球播散，区域性微进化的传播模式（图 4）。
图 4 基于IncI-I (Alpha)型质粒核心基因系统地理发生学分析
中国疾病预防控制中心传染病所于可艺博士、黄振洲博士为文章并列第一作者，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。王多春研究员为本文的责任作者。
原文出处：Yu K, Huang Z, Xiao Y, Gao H, Bai X, Wang D. Global spread characteristics of CTX-M-type extended-spectrum β-lactamases: A genomic epidemiology analysis. Drug Resist Updat. 2023 Dec 23;73:101036. doi: 10.1016/j.drup.2023.101036.
链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38183874/
