20世纪70年代末，福氏志贺菌F4c亚型首次被前苏联科学家分离，并提示其可能成为优势流行菌株。自2003年10月起，我国多个省市均发现该菌的爆发或散发流行，且在部分省市呈逐年上升的趋势，已成为部分地区细菌性痢疾流行的优势菌型。由于目前各地仅对局部的福氏志贺菌F4c亚型进行了分离鉴定，福氏志贺菌F4c亚型的整体情况及特征却知之甚少。为全面了解其福氏志贺菌F4c亚型的生物学特性、流行特征和变异规律，本研究对2003年至2013年期间收集的来源于7个省市的F4c菌株进行了生化特征、血清学特征、毒力基因及耐药谱进行生物学特征分析，对其脉冲场凝胶电泳（Pulsed—field gel electrophoresis，PFGE）、多位点序列分型（Multilocus Sequenee Typing， MLST）、质粒图谱进行分析，了解其分子分型特点，并对F4c亚型进行了全基因组测序，以期通过多种实验方法深入了解我国福氏志贺菌F4c亚型的生物学特性、流行特征和变异规律，对于进一步研究细菌性痢疾的传播流行规律及防控策略的制定和调整均有重要的科学意义。本研究收集了2003年至2013年期间，包括北京、新疆、上海、甘肃、沈阳、广西和河南等7个省及直辖市共30多家哨点医院分离的204株福氏志贺菌F4c亚型。通过血清学鉴定、生化鉴定、药物敏感实验和毒力基因检测，从204株F4c亚型中挑选出流行病学和遗传背景无关的11株代表性菌株进行血清O抗原基因的鉴定，以全面了解其生物学特性。对204株福氏志贺菌F4c亚型进行PFGE分子分型；并从中选取不同地区、不同年份且毒力基因型别差异较大的60株进行质粒图谱分析、37株进行MLST分子分型，选择北京地区分离的1株福氏志贺菌F4c亚型进行全基因组测序。日本Denka Seiken血清凝集实验结果显示：204株福氏F4c型菌株与福氏多价血清发生强凝集反应、与福氏Ⅳ型多价发生强凝集反应、与群因子血清7（8）发生凝集反应；但不与群因子血清（3）4、6发生血清凝集反应。血清抗原结构式为（Ⅳ：7，8），与文献报告的F4c血清分型结果均相同。使用瑞典单克隆抗体血清（MASF）进一步细化血清学分型鉴定，结果显示204株福氏F4c型菌株与血清群福氏多价B抗体呈凝集反应，与群因子血清7，8呈凝集反应，与群因子血清Ⅳ-1呈凝集反应，与其他各个型因子血清均不凝集，MASF血清鉴定结果MASF：B+，IV：I+，7（8）+；与FXv的MASF血清鉴定结果相同。另外，挑选11株代表性菌株鉴定其福氏4型和福氏X型部分血清O抗原特异性基因，结果发现本研究的福氏志贺菌F4c亚型100%携带福氏志贺菌wzx1-5型O抗原合成基因；100%携带O抗原修饰基因gtrX（葡萄糖基转移酶基因）；100%不携带O抗原修饰基因gtrⅣ基因（葡萄糖基转移酶基因）和oac基因（O-乙酰基转移酶基因），F4c所携带的部分血清O抗原特异性基因与FXv相同。204株福氏志贺菌F4c亚型的API-20E生化反应鉴定结果：以发酵葡萄糖、分解甘露醇为主，有四种生化反应结果存在差异，主要包括吲哚实验，明胶液化实验，蜜二糖实验和阿拉伯糖实验。204株福氏志贺菌F4c亚型中，吲哚实验阳性菌株共有28株（占13.73%）；明胶液化实验阳性菌株共有2株（占0.98%）；蜜二糖实验阳性菌株共有26株（占12.75%）；阿拉伯糖实验阳性菌株共有201株（占98.53%）。在204株福氏志贺菌F4c亚型中，吲哚实验阳性菌株比例较高的地区是河南和沈阳，吲哚实验阳性菌株最多的年份为2007年。蜜二糖实验阳性菌株最多的地区为甘肃、河南和新疆，蜜二糖实验阳性株最多的年份为2003年、2011年和2006年。明胶液化实验阳性株均分离自广西，具体年份不详。阿拉伯糖阴性共有3株，分别为2004年新疆株、北京株和2007年上海株。其中，2株明胶液化实验阳性菌株为首次在福氏志贺菌F4c亚型中发现。2009年之后，国内报道的福氏志贺菌F4c亚型菌株对庆大霉素、妥布霉素和二、三代头孢类抗生素抗生素的敏感率都呈明显下降趋势。本次对青霉素类抗生素氨苄西林敏感率仅为3.92%、哌拉西林的敏感率为75.49%；对β-内酰胺酶抑制剂复合物类药物氨苄西林/舒巴坦的敏感率仅为4.41%、而哌拉西林/他唑巴坦的敏感率却达100%；头孢类抗生素敏感实验的敏感率从76.96%～99.51%不等；三种氨基糖苷抗生素的敏感率达到84.8%以上；2种氟喹诺酮类抗生素的药物敏感率分别为86.27%和88.24%；磺胺类（叶酸代谢途径抑制剂）抗生素复方新诺明敏感率为29.41%；对呋喃妥因、氨曲南、亚胺培南敏感率>96.08%。204株福氏志贺菌F4c亚型只有4株对20种抗生素全部敏感。另外，上海、甘肃、河南的多重耐药率为100%，耐药达到3种以上抗生素的菌株占全部菌株数量的77.45%。北京和上海两地出现耐10种以上抗生素的菌株，北京耐10种以上抗生素菌株的比例为3.84%，而上海的比例为17.89%。为了解福氏志贺菌F4c亚型的毒力基因携带情况，选取与福氏志贺菌相关的12对毒力基因进行检测，携带全部12对毒力基因的菌株达158株（77.45%），ipaH1.4和shiD-Full基因在204株菌中的携带率为100%，ial基因的携带率最低，为86.27%。上海和广西地区菌株的ial基因、ipaH基因的携带率低于其他地区的菌株。204株福氏志贺菌F4c亚型可按毒力基因的携带情况分为21个毒力基因型，其中1型占77.45%，是6个地区的优势毒力基因模式（广西除外，广西为4型和14）。结合生化结果分析发现，当吲哚实验阳性或蜜二糖发酵阳性抑或阿拉伯糖发酵阴性时，福氏志贺菌F4c亚型的毒力基因携带率高，毒性比较强，且具有这种生化反应结果的菌株容易引起疫情暴发。另外，北京和上海两个地区的菌株毒力基因的携带情况分析显示：缺失ipaH9.8基因的福氏志贺菌F4c亚型头孢类抗生素敏感率降低。本研究选择了60株毒力基因和抗生素敏感性差异比较明显的F4c菌株进行质粒图谱分析：该菌携带的质粒呈现多样化，60株菌中21株携带220kb左右的大质粒，23株携带140kb左右的大质粒；60株菌中60株携带4.1kb的小质粒，56株菌携带2.2kb的小质粒，55株菌携带1.8kb的小质粒；不带有10.5kb和4.8kb的小质粒；出现了1.0kb的小质粒。60株存在4.1kb小质粒的菌株均带有毒力基因shiD-Full和ipaH1.4；7株缺失毒力基因ial、ipaH7.8和ipaH4.5的菌株具有3～5个不同的小质粒；27株ial基因阴性的菌株中，25株不具有大小在220kb的毒力大质粒。本研究使用NotI限制性内切酶对204株福氏志贺菌F4c亚型进行PFGE分子分型分析。酶切片段在20kb至135kb之间，每株菌可得到大约14条左右的PFGE条带。204株福氏志贺菌F4c亚型Dice系数在80%～100%之间，共生成81个带型，优势带型为FN11.004（31株，占15.20%）；可分为28个聚类型：聚类1型（FN11.001-FN11.023）共108株，占52.94%；聚类2型（FN11.024-FN11.029）共17株，占8.33%；聚类4型（FN11.032-FN11.036）共8株，占3.92%；聚类10型（FN11.046-FN11.050）共7株，占3.43%；聚类18型（FN11.064-FN11.067）共9株，占4.41%；其余各聚类菌株数量均在5株以下。聚类分析发现2009年之前的菌株遗传相似程度比较高，除河南以外（不排除河南菌株较少的原因），各地区菌株Dice系数均在80%~92%之间。北京地区、新疆地区和沈阳三地的F4c菌株优势带型均为FN11.004；11株广西地区F4c亚型分为11个带型和7个聚类型。多位点序列分析（MLST）分析发现：所有的F4c亚型菌株之间的等位基因值相同，均属于相同的序列型ST245。从系统进化图分析，ST245与ST651、ST633、ST627、ST255和ST240等属于ST245Cplx，只有1个位点的变异，遗传距离较近，可以说明它们之间的亲缘关系也较近。ST629、ST631、ST264和ST248、ST630也属于ST245Cplx，有2-3个位点的变异，ST245Cplx极有可能由ST270的EIEC进化而来。全基因组测序后的结果分析显示，福氏志贺菌F4c亚型与参考菌株福氏志贺菌FXv亚型O抗原序列相似度较高，但F4c还有来源于F2a和大肠等及其他菌型的基因和质粒，这些差别到底会对福氏志贺菌F4c亚型的致病性和表型产生多大影响尚未得知，但目前分析的结果至少提示F4c与FXv为同一血清型，可能属于同一血清型的不同基因型。本次分析的福氏志贺菌F4c亚型O抗原特异性基因gtrX阳性，与Fx及Fxv相同，而血清凝集实验为福氏4型，与FX及FXv均不相同，可能命名为F4型或F4v型比较合适。本次研究的福氏志贺菌F4c亚型菌株发酵葡萄糖，甘露醇实验阳性，并首次检出来源于广西的明胶液化阳性菌株。我国福氏志贺菌F4c亚型对氨苄西林、氨苄西林/舒巴坦普遍耐药，对哌拉西林、复方新诺明、庆大霉素、妥布霉素和二、三代头孢类抗生素的耐药率也呈逐年上升的趋势，对喹诺酮类抗生素敏感。北京地区我国福氏志贺菌F4c亚型耐药率低，毒力基因携带率高；而上海地区则耐药率高，毒力基因携带率低。上海及广西毒力基因携带率低于其他地区。福氏志贺菌F4c亚型主要携带220kb和140kb二种大质粒；4.1kb，2.2kb和1.8kb三种小质粒。204株菌分为81个型，优势带型为FN11.004型。新疆，北京，沈阳优势带型相同。MLST分型为ST245型。福氏志贺菌F4c亚型与参考菌株福氏志贺菌FXv亚型O抗原序列基本一致，二者为相同血清型。