近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、交叉科學(xué)研究院李錦銓課題組在豬鏈球菌的跨宿主傳播的分子機(jī)制、地域傳播規(guī)律以及毒力的進(jìn)化方面取得了新的進(jìn)展。該研究首次提出豬鏈球菌人類(lèi)適應(yīng)性種群已經(jīng)形成，證實(shí)了該類(lèi)菌株的強(qiáng)致病性并建立了針對(duì)該類(lèi)型菌株的檢測(cè)方法，為有效阻斷該病原在食品生產(chǎn)鏈中的傳播和對(duì)人類(lèi)健康造成的威脅提供科學(xué)依據(jù)。相關(guān)科研成果以“The global emergence of a novel Streptococcus suis clade associated with human infections”為題發(fā)表在EMBO Molecular Medicine上。

 

 

　　圖1 豬鏈球菌可感染的宿主

 

　　豬鏈球菌是一種致病性的革蘭氏陽(yáng)性菌，其引起的豬鏈球菌病是一種新發(fā)的人畜共患病，可通過(guò)豬傳人途徑傳播，導(dǎo)致人類(lèi)感染并出現(xiàn)腦膜炎、敗血癥，聽(tīng)力減弱或者喪失，以及罕見(jiàn)的中毒性休克等多種臨床癥狀。越來(lái)越多的研究表明豬鏈球菌的感染宿主的范圍在不斷的擴(kuò)大，涵蓋野生動(dòng)物類(lèi)、家禽類(lèi)、牲畜類(lèi)以及寵物類(lèi)，感染宿主范圍的拓展和人群感染率的不斷增加表明這種新型病原的環(huán)境適應(yīng)能力和致病性都在不斷的進(jìn)化，提示我們要重視該新發(fā)病原，并阻斷其在食品生產(chǎn)鏈中的傳播。

 

 

　　圖2 全基因組系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)揭示了豬鏈球菌宿主相關(guān)性

 

　　研究人員對(duì)全世界1634 個(gè)菌株的全基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較基因組學(xué)分析，揭示了 3 個(gè)與宿主密切相關(guān)的種群結(jié)構(gòu)，分別為人類(lèi)適應(yīng)性菌株組（HAC，Human-associated Clade）、健康豬組（HPC, Healthy-pig Clade）和病豬組（DPC, Diseased-pig Clade）。研究發(fā)現(xiàn)，HAC組的菌株來(lái)源于9個(gè)不同的國(guó)家，說(shuō)明該類(lèi)型的菌株已經(jīng)在全球進(jìn)行傳播和擴(kuò)散，其中在亞洲形成3個(gè)平行進(jìn)化的流行性支系（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），其中支系Ⅰ為引起了中國(guó)的兩次大爆發(fā)的中國(guó)特有序列型——ST7菌株；支系Ⅱ?yàn)镾T1型菌株組成，該支系的菌株攜帶一個(gè)與89kb高度類(lèi)似的78kb的毒力島，正在中國(guó)和越南之間傳播；支系Ⅲ為新型的ST7菌株，該支系的菌株攜帶一個(gè)含多類(lèi)抗性基因的127kb的耐藥島，目前已經(jīng)在中國(guó)境內(nèi)多個(gè)省份發(fā)現(xiàn)。支系Ⅱ、Ⅲ為本研究新鑒定的2個(gè)支系，需要引起我們高度重視。

 

　　圖3 生物地理學(xué)推斷HAC組菌株全球可能的傳播路徑

 

　　華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院研究生董星星和上海巴斯德研究所研究員晁彥杰為本論文共同第一作者。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)李錦銓研究員和浙江大學(xué)的馮曄副教授為共同通訊作者。本研究獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，國(guó)家自然科學(xué)基金，湖北省科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)校自主創(chuàng)新基金資助。

 

　　【英文摘要】

 

　　Streptococcus suis, a ubiquitous bacterial colonizer in pigs, has recently extended host range to humans, leading to a global surge of deadly human infections and three large outbreaks since 1998. To better understand the mechanisms for the emergence of crossspecies transmission and virulence in human, we have sequenced 366 S. suis human and pig isolates from 2005 to 2016 and performed a large-scale phylogenomic analysis on 1,634 isolates from 14 countries over 36 years. We show the formation of a novel human-associated clade （HAC） diversified from swine S. suis isolates. Phylogeographic analysis identified Europe as the origin of HAC, coinciding with the exportation of European swine breeds between 1960s and 1970s. HAC is composed of three sub-lineages and contains several healthy-pig isolates that display high virulence experimental infections, suggesting healthy-pig carriers as a potential source for human infection. New HAC-specific genes are identified as promising markers for pathogen detection and surveillance. Our discovery of a human-associated S. suis clade provides insights into the evolution of this emerging human pathogen and extend our understanding of S. suis epidemics worldwide.

 

　　原文鏈接：https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/emmm.202013810