【摘 要】
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目的:近些年来序列型（ST）88金黄色葡萄球菌在亚洲太平洋地区和非洲国家被越来越多地发现和报道。目前关于金黄色葡萄球菌ST88克隆的基因组研究和毒力表型特征分析相对有限。本研究以南昌市某三甲医院收集的ST88型金黄色葡萄球菌为研究对象,进行全基因组测序及毒力表型研究,以阐明ST88菌株的基因型特征和及毒力特征。方法:1.收集南昌市某三甲医院从各类临床标本中分离的非重复金黄色葡萄球菌176株。全基因
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目的:近些年来序列型（ST）88金黄色葡萄球菌在亚洲太平洋地区和非洲国家被越来越多地发现和报道。目前关于金黄色葡萄球菌ST88克隆的基因组研究和毒力表型特征分析相对有限。本研究以南昌市某三甲医院收集的ST88型金黄色葡萄球菌为研究对象,进行全基因组测序及毒力表型研究,以阐明ST88菌株的基因型特征和及毒力特征。方法:1.收集南昌市某三甲医院从各类临床标本中分离的非重复金黄色葡萄球菌176株。全基因组测序在Illumina Nova Seq平台进行。使用Spades v3.15.2对经过处理的Illumina数据进行组装。回顾性分析所有菌株的药物敏感试验结果,应用全基因组测序技术进行金黄色葡萄球菌菌株的多位点序列分型（MLST）、spa分型和SCCmec分型。2.根据MLST分型结果筛选出ST88克隆株,明确ST88型金黄色葡萄球菌临床特征、药物敏感性和相应的分子分型特征。3.根据ST88的全基因组信息进行基因组岛、前噬菌体、r RNA和t RNA等基因组学特征分析,通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）和蛋白相邻类的聚簇（COG）数据库了解ST88谱系的代谢特点,并利用抗生素耐药基因数据库（CARD）和细菌毒力因子数据库（VFDB）预测耐药基因和毒力因子。4.最后,使用溶血活性、生物被膜、大蜡螟感染模型和小鼠皮肤感染模型等表型试验研究ST88型金黄色葡萄球菌的毒力表型特征。结果:1.176株金黄色葡萄球菌中102株为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）,74株为甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（MSSA）。在MRSA菌株中鉴定出20种ST型,最常见的是ST59、ST630和ST338。MSSA菌株中主要克隆为ST188和ST7。其中共检出8株ST88克隆株（菌株编号为:P1217、P1343、P1347、P1388、P1537、P237、P688和P848）,2株为MSSA（P1217和P688）,其余为MRSA。2.8株ST88菌株有5株分离自伤口分泌物,其他分别分离自血液、引流液和粘膜。在耐药方面,ST88克隆对大部分抗菌药物保持较高的敏感性,而ST88-MRSA主要对青霉素和红霉素耐药。3.全基因组测序结果显示,8株金黄色葡萄球菌基因组大小在2698331bp到2797535bp之间;GC含量在32.65%到32.7%之间;基因组岛数量在3-8个。除P1343外,其余菌株均检出前噬菌体。4.COG功能分类显示,8株菌在编码与氨基酸转运和代谢相关蛋白的基因数量比例最高,其次是无机离子的转运与代谢相关蛋白的基因。KEGG注释结果显示71.4%～75.8%预测基因参与细胞过程、新陈代谢、人类疾病等6类代谢通路功能,其中约68%为多糖、脂肪、维生素和核苷酸等代谢通路的基因,表明ST88有较多基因蛋白产物参与遗传物质代谢和能量生产通路。5.35个重要的毒力基因有16个（包括eta、etb、clf A和sea）在ST88克隆中未检测到。在一株ST88-MRSA（1/6,16.7%）和一株ST88-MSSA（1/2,50%）菌株中检出了pvl基因,sep是ST88克隆唯一携带的肠毒素基因（7/8,87.5%）。6.所有ST88菌株与USA300菌株体外生长能力无明显差异,均可产生生物被膜,但是都比ATCC35984形成能力弱。P1343、P1388和P848菌株在小鼠皮肤感染实验中脓肿面积大于USA300菌株。另外,P1343在8株ST88菌株中显示了最高水平的溶血素活性、最低的大蜡螟幼虫生存率和第二大的小鼠脓肿面积。7.与USA300相比,P1343的hla表达明显升高,而P1217和P1388菌株的agr A表达偏低。pvl在P1217中的表达水平低于USA300和P848。同时发现这8株ST88菌株中调控基因sae R的表达水平明显低于USA300。结论:本研究通过对ST88克隆进行全基因组测序分析以及基因功能注释,对ST88克隆株的基因组组成、代谢特点、耐药基因及毒力基因携带情况有了基本的了解。部分ST88菌株表现出高于或类似于强毒力株USA300的毒性,具有高毒力表型的金黄色葡萄球菌ST88克隆可能成为临床一个重要的问题。应该警惕这些高毒力菌株在临床的传播和扩散,并加强对金黄色葡萄球菌的监测和管理。
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