近日，浙江農(nóng)林大學食品與健康學院劉興泉教授團隊在《危險材料雜志》在線發(fā)表了題為《過去100多年來全球金黃色葡萄球菌的耐藥性縱向趨勢監(jiān)測及其進化和傳播機制解析》的學術(shù)論文。該論文探究了100多年來全球食源性致病菌—金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）耐藥基因的進化的驅(qū)動因素及傳播機制。
金黃色葡萄球菌中的耐藥基因數(shù)量隨時間、抗生素消耗和人類發(fā)展指數(shù)增加顯示出顯著的上升趨勢。（課題組供圖）
論文通訊作者劉興泉告訴《中國科學報》，在對過去100多年來全球金黃色葡萄球菌的耐藥性縱向趨勢監(jiān)測及其進化和傳播機制解析的基礎(chǔ)上，研究團隊利用了一種機器學習算法成功預(yù)測了全球陸地范圍內(nèi)金黃色葡萄球菌的抗生素耐藥風險，準確率超過70%。相關(guān)研究結(jié)果，對其他科研和醫(yī)療衛(wèi)生相關(guān)人員制定與金黃色葡萄球菌相關(guān)的感染治療策略也具有重要意義。
金黃色葡萄球菌是一種常見的食源性致病菌，經(jīng)常在人類皮膚、食品、污水等檢測到。近年來，全球金黃色葡萄球菌感染的發(fā)病率顯著上升，已成為僅次于大腸桿菌的第二大常見細菌性致病菌。在美國，金黃色葡萄球菌毒素中毒約占細菌性食物中毒案例的33%，在加拿大超過45%，在中國，金黃色葡萄球菌引起的感染也一直高發(fā)。抗生素治療金黃色葡萄球菌感染，是常用的醫(yī)療手段，但由于抗生素廣泛使用，導致大量致病微生物出現(xiàn)抗生素耐藥性。金黃色葡萄球菌中檢測到的廣泛耐藥性，對國際公共衛(wèi)生構(gòu)成了嚴峻挑戰(zhàn)，也使得全球患者和衛(wèi)生系統(tǒng)財政負擔加重，同時致使金黃色葡萄球菌感染病患的死亡率上升。
劉興泉團隊的研究，縱向監(jiān)測了1884年至2022年間分離的586株金黃色葡萄球菌的抗生素耐藥性基因（ARGs）的全球趨勢：金黃色葡萄球菌中的耐藥基因隨時間增加顯示出顯著的上升趨勢，平均每個基因組中耐藥基因數(shù)量從1970年前的19.14增加到2010年后的24.88。此外，2000年后分離出的金黃色葡萄球菌菌株耐藥基因數(shù)量（24.65）顯著高于2000年前的菌株（20.61）。金黃色葡萄球菌菌株中的耐藥基因數(shù)量，與人類發(fā)展指數(shù)（HDI）之間存在顯著正相關(guān)性。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)表明，社會經(jīng)濟狀況在抗生素抗性方面的影響很大，值得進一步研究，全球抗生素消費的增加，顯著增加了金黃色葡萄球菌中的耐藥基因。可移動遺傳元件在金黃色葡萄球菌菌株的抗生素耐藥基因轉(zhuǎn)移中起著至關(guān)重要的作用。轉(zhuǎn)座子tnpA是耐藥基因的重要驅(qū)動者，接合轉(zhuǎn)座子Tn916與四環(huán)素和紅霉素類抗生素相關(guān)基因的轉(zhuǎn)移有關(guān)。
此外，課題組成員檢測了所有金黃色葡萄球菌完整基因組中耐藥基因附近（上下游5000 bp）是否存在可移動遺傳元件。在所有耐藥基因中檢測到2924個相鄰的可移動遺傳元件（在15.33%的耐藥基因附近檢出），并且有243個質(zhì)粒和579個染色體中攜帶了耐藥基因，表明質(zhì)粒是耐藥基因的重要貢獻者。結(jié)構(gòu)方程模型結(jié)果顯示，人類發(fā)展指數(shù)（HDI）與抗生素消費量的增加之間存在顯著相關(guān)性，這也驅(qū)動了金黃色葡萄球菌菌株的抗生素耐藥性上升。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.133136
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/12/513910.shtm 科學網(wǎng)：2023.12.9
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