沙门菌(Salmonella)隶属于肠杆菌科,是一种常见的食源性致病菌,广泛存在于人类和动物的食物链中。作为急性腹泻的第二大致病原因,沙门菌在患者、动物及食品中的流行情况已被深入研究,但针对健康人群中沙门菌的携带和传播缺乏足够的监测数据。从“同一健康”(OneHealth)的视角看,在病原体及耐药性的动物-环境-人群传播链中,健康人群携带病原体及耐药基因的监测和风险评估仍显不足。
为此,中国疾控中心传染病预防控制所与广西玉林市疾控中心等多单位,通过华大智造DNBSEQ测序平台等全流程工具,对服务行业从业人员的健康体检中沙门菌的携带情况进行了流行病学、病原学及基因组学研究。这一研究旨在分析沙门菌的携带率、职业感染风险、主要影响因素及耐药性,并探讨人群中的克隆群传播情况,从而为健康人群(如食品从业人员)的病原菌和耐药基因组监测提供思路,填补全链条监测的短板。
最近,该研究成果以《High carriage and possible hidden spread of multidrug-resistant Salmonella among asymptomatic workers in Yulin, China》为题,发表于Nature Communications。这项研究从健康人群的角度分析了沙门菌的携带和耐药情况,揭示了健康人群中沙门菌的高携带率及隐匿传播现象。特别是食品从业人员被识别为病原菌和耐药基因(Antibiotics Resistance Genes, ARGs)从动物/食品传播到人群的重要环节和高风险群体。
有趣的是,尽管健康人群的沙门菌携带显示出类似于腹泻患者的季节性特征,但其血清型的顺位却明显不同于腹泻患者的展示。研究还发现,尽管社会经济发展能够降低一些非食品从业人群的沙门菌携带,但对频繁接触食品的从业人员影响较小,这提示我们有必要采取更具针对性的卫生干预措施。
值得注意的是,参与该研究的中国疾控中心传染病预防控制所与广西玉林市疾控中心实验室,已经搭建起从高通量测序设备到数据分析管理系统的全套华大智造致病菌全基因组测序应用产品组合。这不仅实现了国家级与地方级疾控中心之间的大数据整合,也为国家致病菌识别网络技术能力建设与监测任务提供了支持。
基于已构建的华大智造致病菌全基因组测序产品组合,研究团队完成了沙门菌的全基因组测序、全基因组多位点序列分型(cgMLST)及耐药基因分析等工作。在对健康人群的沙门菌耐药率进行深入研究时,团队对1,689株耐临床重要抗生素及多重耐药菌(multi-drug resistant bacteria, MDR)的沙门菌进行了基因组测序,结果显示大多数菌株携带ARGs,并且这些ARGs主要位于质粒上,显示出耐药扩散的高风险性。
在后续的全基因组SNP分析中,研究发现多个差异SNP聚集簇,且通过核心基因组多位点序列分型(cgMLST),确定了232个聚类簇,分布于多个血清型中。这表明,在健康人群中,不同个体可能携带高度相似的克隆菌株,这些菌株可能来源于共同接触的沙门菌污染食物材料,也暗示着人群内的传播风险。此外,有必要注意的是,这些传播的菌株中存在多重耐药现象。
食源性致病菌的精准鉴定与耐药监测是“同一健康”框架下的重要组成部分。通过全基因组测序技术,能够对食源性致病菌进行精准识别,同时分析其毒力基因及抗生素耐药性基因,进而解析菌株的进化与源头追溯。目前,华大智造的致病菌全基因组测序产品组合,已在食品安全领域形成了一整套完善的仪器设备与应用方案。
作为生命科技核心工具的提供方,华大智造已成为全球少数几家同时拥有“激发光”、“自发光”和“不发光”三种基因测序技术及产品的机构之一。除DNBSEQ测序平台外,华大智造还与华大序风携手,为食品安全领域提供CycloneSEQ纳米孔测序平台,持续推动研究与应用的进展。纳米孔测序技术因其长读长、快速、高效及便携等优势而日益受到重视,基于CycloneSEQ-WT02纳米孔测序仪,华大智造即将推出CycloneSEQ单菌全基因组测序组合产品,以快速获得单一菌株的基因组组装图谱,并与DNBSEQ测序平台协同获取更完整准确的基因组信息,从而进一步推进食源性致病菌的鉴定与追踪。
本研究的共同第一作者包括卢昕、罗铭、王梦玉、周哲敏及徐嘉良,而共同责任作者则为玉林市疾病预防控制中心的吴炎农及中国疾病预防控制中心传染病预防控制所的阚飙。通过他们的努力和研究,未来在食品安全和公共健康方面将能更有效地控制沙门菌相关的风险。
参考文献:Lu, X., Luo, M., Wang, M. et al. High carriage and possible hidden spread of multidrug-resistant Salmonella among asymptomatic workers in Yulin, China. Nat Commun 15, 10238 (2024)。