达托霉素耐药肠球菌在食物链中传播的遗传基础研究

As an antibiotic, daptomycin (DAP), frequently used as the “last resort” to against vancomycin-resistant Enterococcus. However, our preliminary studies have showed that DAP-resistance Enterococcus can been found and isolated from retailed fresh pork, which reminds people to prevent and control the widespread of DAP-resistant species in food chain of China. Therefore, the aim of present study is analyzing the genetic basis of DAP-resistance Enterococcus spreading in food chain. On the basis of isolate DAP-resistance (or critical resistance) Enterococcus, which are from environment, livestock, crowds, retailed meat, fruits and vegetables, the core genome and accessory genome of Enterococcus, will be determined under the help of genomic sequencing and genome annotation. Using comparative genome and genomic SNP (single nucleotide polymorphism) typing technology, the genetic polymorphism of a large amount of key genes and sites of DAP-resistance Enterococcus will be analyzed. And then, the phylogenetic relationships of DAP-resistance (or critical resistance) Enterococcus in food chain will be elaborated, and the genetic basis of resistant strains will be discussed. Furthermore, it will be explored that the turnover trend of critical DAP-resistance Enterococcus related to their living biotope. This study is going to lay a theoretical foundation to develop advanced chain pollution blocking technology.

达托霉素是临床治疗中抵御万古霉素耐药肠球菌的“最后一道防线”，然而前期研究从市售生鲜猪肉中分离出多株达托霉素耐药肠球菌，这提示我国应及早防控其在食物链中的传播。因此，本项目以解析达托霉素耐药肠球菌在食物链中传播的遗传基础为目标。在从环境、养殖动物、人群、市售肉类和果蔬中分离达托霉素耐药及临界耐药肠球菌的基础上，通过基因组测序和基因功能注释界定肠球菌核心和附属基因组组成，采用比较基因组和基因组SNP分型技术，分析达托霉素耐药（临界耐药）肠球菌大量关键基因或位点的遗传多态性，阐述食物链源达托霉素耐药（临界耐药）肠球菌的系统发育关系，探究耐药株传播的基因基础，探讨临界耐药株与生境相关的耐药转归趋势，为发展先进的链条污染阻断技术奠定理论基础。

达托霉素是临床治疗中抵御万古霉素耐药肠球菌的“最后一道防线”。 从北京市、湖北省、吉林省和河南省采集食品动物、市售食品、环境和人群样品694份，分离到肠球菌488株，其中约73%的分离株是粪肠球菌，14%的分离株是屎肠球菌。药物敏感性研究发现，肠球菌对四环素、红霉素、氯霉素、高水平链霉素、高水平庆大霉素和环丙沙星的耐药性较高，对氨苄西林、青霉素、达托霉素和万古霉素的耐药性较低，多重耐药率为67%。.对屎肠球菌构建核心基因组SNP系统进化树发现，69株屎肠球菌可以明显分为亲缘关系极远的两个分枝，其中一个分枝主要是CC94克隆群，而另一个分枝主要是CC17克隆群。分离自吉林一所儿童医院腹泻儿童粪便中的屎肠球菌均为CC17克隆群，这些菌株的特征是对氨苄西林耐药。对358株粪肠球菌的核心基因组SNP构建系统进化树发现，医院高风险克隆群CC5和CC25在进化树上分别单独形成进化分枝，这一分枝中主要菌株来自于腹泻病人和社区人群，同时还有来自于市售鸡肉、牛肉和猪场的菌株。.在488株肠球菌中，8株达托霉素耐药肠球菌中7株粪肠球菌分离自猪场，1株希拉肠球菌分离自市售猪肉。8株达托霉素耐药肠球菌均为多重耐药株，最多对9种抗生素耐药。对其中7株粪肠球菌开展MLST分型研究发现，这7株粪肠球菌的MLST型分属于ST970、ST632、ST476、ST982、ST32、ST330。对此7株达托霉素耐药肠球菌的基因组分析发现，其liaFSR基因的突变导致了肠球菌对达托霉素产生耐药性，在达托霉素临界耐药的肠球菌liaFSR中也发现部分基因发生了点突变。对达托霉素（临界）耐药粪肠球菌构建系统进化树发现，达托霉素耐药肠球菌和临界耐药肠球菌位于一个进化分枝中，这说明临界耐药肠球菌和耐药肠球菌在进化关系上很近，liaFSR基因突变会导致临界耐药株转化为耐药株。.本研究揭示了食物链中耐药肠球菌的系统发育关系，探究耐药株传播的基因基础，探讨了达托霉素临界耐药株的耐药转归趋势，为提出达托霉素耐药菌防控措施奠定了理论基础。