标题：Antimicrobial resistance heterogeneity among multidrug-resistant Gram-negative pathogens: Phenotypic, genotypic, and proteomic analysis
第一作者：Tanshi Mehrotra
通讯作者：Bhabatosh Das
第一单位：Infection and Immunology Division, Functional Genomics Laboratory, Centre for Microbial Research, Translational Health Science and Technology Institute, Faridabad 121001, India
期刊：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
时间：2023
论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2305465120
1、临床革兰氏阴性病原菌的分离
图1 分离菌株的16S rRNA最大似然进化树和分离源类型
2、革兰氏阴性病原菌携带的ARGs存在种间差异
通过对分离株的比较基因组分析，发现除了少数基因外，存在病原菌特异性ARGs。某些菌种携带了内在的β内酰胺类ARGs，如鲍曼不动杆菌的blaOXA-51、铜绿假单胞菌的blaPAO和肺炎克雷伯菌的blaSHV。碳青霉烯酶编码基因blaNDM存在于四种常见病原菌中(大肠杆菌n=31/35)，但只被极少肺炎克雷伯菌分离株携带(n=2)。在非发酵菌和肠杆菌之间也存在类似的特征，例如对于氨基糖苷类ARGs，非发酵菌中普遍存在aph(3’)和armA，肠杆菌中普遍存在aadA和rmtB。在大环内酯类ARGs中，非发酵菌仅含有mphE和msrE，而大多数肠杆菌分别含有ermB和mphA。
图2 临床分离耐药革兰氏阴性病原菌的ARGs谱和其种间差异
3、革兰氏阴性耐药病原菌全球谱系和流行特征
将分离得到的菌株基因组进行多位点序列分型(MLST)，发现ARGs在不同的序列分型(ST)间存在特异性，例如铜绿假单胞菌的blaOXA-51具有9个变体，特异性存在于多个ST中。将本研究中的203个基因组与在线数据库中全球各地分离得到的2517个基因组进行比较分析，揭示革兰氏阴性耐药病原菌全球谱系和流行特征。其中995株大肠杆菌形成了A、B1、B2、C、D、E、F、G共8个系统群，B2为全球流行的系统群，而本研究中分离得到的菌株则属于A和B1系统群。肺炎克雷伯菌则表现出高度的ST特征和地理分布差异，在印度流行的ST携带包括blaNDM和blaOXA-48在内的多种碳青霉烯酶编码基因。
图3 大肠杆菌和肺炎克雷伯菌的全球流行谱系
图4 blaNDM-1和blaNDM-5的遗传背景
将分离得到的203株临床重要革兰氏阴性耐药病原菌与全球数据库2517株病原菌进行比较分析，从耐药表型、基因型和蛋白表达多层次揭示了不同菌种间的耐药差异。分离得到的203株菌株，包括临床重点关注的大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌，与全球各地分离得到的同种病原菌存在一定程度的时空流行关联。不同菌种携带的ARGs和MGEs具有较显著的特异性，强调了由MGEs介导的耐药性传播在不同菌种间的独特特征。
