猪场高度抗药性MRSA超级细菌已多次获得第三个移动遗传元件 可跨越物种快速适应人类宿主

抗生素耐药性感染对人类健康的威胁越来越大。2019 年，这些难以治疗的感染导致 495 万人死亡，使其成为当年的第三大死因。人类过度使用抗生素可能会导致耐药细菌的出现。在畜牧场使用抗生素也会造成影响。集约化养殖，加上牲畜大量使用抗生素，导致人们特别担心牲畜相关的耐抗生素菌株会感染人类宿主。

1960年耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)首次在人类患者中被发现，至2021年感染几乎遍及全球，由于其对抗生素的耐药性，它比其他细菌感染更难治疗，已成为院内和社区感染的重要病原菌之一，世界卫生组织认为MRSA是世界上对人类健康最大的威胁之一，已将其列入提出警告的超级细菌名单。MRSA除对甲氧西林耐药外，对其它所有与甲氧西林相同结构的β-内酰胺类和头孢类抗生素均耐药，MRSA还可通过改变抗生素作用靶位，产生修饰酶，降低膜通透性产生大量pABA等不同机制对氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类、氟喹喏酮类、磺胺类、利福平均产生不同程度的耐药，唯对万古霉素敏感。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA) 克隆复合体 (CC) 398 是欧洲牲畜中最常见的 MRSA，有两个携带抗生素抗性基因的移动遗传元件，但通常缺乏帮助细菌逃避人体免疫系统的移动遗传元件。细菌可以共享使它们具有耐药性或更致命的基因。这些基因通常携带在可移动的遗传元件上，它们可以从一个细菌细胞移动到另一个细菌细胞。细菌中这种水平基因转移的媒介被称为移动遗传元件 (MGE) ，但也可以由子细胞垂直遗传。了解细菌基因组中移动遗传元件的动力学对于预测新的抗性病原体的出现和进化至关重要。

本研究中，研究人员使用 1180 个 CC398 基因组的集合来全面分析这些移动遗传元件的进化动态特征——这些基因组从牲畜和人类中采集，时间跨度超过 27 年。结果表明与家畜相关的 CC398 的出现恰逢获得了携带四环素抗性基因的 Tn 916转座子，该基因已稳定遗传了 57 年，随后又获得了携带甲氧西林、四环素和重金属抗性基因的 V 型 SCC mec，已维持 35 年，偶尔会被截短并替换为 IV 型 SCC mec。相比之下，第三种被称为Sa3的可移动遗传元件—— 一类携带人类免疫逃避基因簇的噬菌体前体、本不该在与家畜相关的 CC398中出现的——被发现随着时间的推移，在人类相关和牲畜相关的CC398中频繁地出现、消失和再次出现，它使MRSA的CC398菌株能够躲避人类免疫系统。这表明当CC398传染给人类时可以快速适应人类宿主，它们会继续存在，还保留所携带的对农业常用抗生素的高水平耐药性。这一结果凸显了MRSA菌株对公众健康的潜在威胁。它将与越来越多的人感染有关，其中包括与牲畜有或没有直接接触的人。

该研究的主要作者Gemma Murray博士说:“历史上高水平的抗生素使用可能导致了这种高抗生素耐药菌株在猪场的进化。”他之前在剑桥大学兽医学系工作，现在在Wellcome Sanger 研究所工作。“我们发现，这种与牲畜相关的MRSA的抗生素耐药性非常稳定——它已经持续了几十年，而且随着细菌在不同的牲畜物种中传播。”虽然与牲畜相关的CC398已在广泛的牲畜物种中发现，但最常见的是与猪有关。这种增长在丹麦养猪场尤为明显，在那里，MRSA阳性猪群的比例从2008年的不到5%增加到2018年的90%。MRSA不会导致猪生病。欧洲牲畜使用的抗生素比过去低得多。研究人员表示，由于最近的政策变化，养猪场抗生素使用的持续减少，但可能对猪体内出现这种MRSA菌株的影响有限，因为它是如此稳定。

该论文的高级作者、剑桥大学兽医学系的Lucy Weinert博士说:“了解CC398在欧洲牲畜中的出现和进化——以及它感染人类的能力——对于管理它对公共卫生构成的风险至关重要。”“与牲畜相关的人类MRSA病例仍然只是所有人类MRSA病例的一小部分，但它们正在增加的事实是一个令人担忧的迹象。”

多年来，氧化锌一直用于养猪场预防仔猪腹泻。由于担心它对环境的影响，以及它可能促进牲畜的抗生素耐药性，欧盟将从本月开始禁止使用它。但是这组作者说，这一禁令可能无助于减少CC398的流行，因为赋予抗生素耐药性的基因并不总是与赋予锌治疗耐药性的基因相关。