从蛋鸡十二指肠坏死灶分离的大肠杆菌全基因组分析揭示与O25:H4 ST131菌株的遗传相似性

《Microbiology Spectrum 3.7》：Whole-genome analysis of five Escherichia coli strains isolated from focal duodenal necrosis in laying hens reveals genetic similarities to the E. coli O25:H4 ST131 strain

本研究首次完成对蛋鸡十二指肠坏死灶(FDN)分离大肠杆菌的全基因组解析，发现5株菌虽分属不同系统群(phylogroup)和序列型(ST)，但均携带宿主粘附、铁摄取等关键毒力基因簇。其中FDN-4与人类尿路致病性大肠杆菌(UPEC) O25b:H4 ST131高度相似，共享50个染色体毒力基因及基因组岛(GIs)，为禽源疾病与人类致病菌的遗传关联提供了新证据。

　　

核心发现：禽源大肠杆菌与人类致病菌的基因组关联
通过PacBio Sequel IIe平台对5株FDN分离株进行高精度全基因组测序，揭示这些菌株虽分属B2(如ST131型FDN-4)、A型(ST10)和B1型(ST155)等不同进化分支，但均携带103个核心毒力基因，包括介导肠道定植的^csg菌毛操纵子、^fim型1纤毛基因簇及铁摄取系统^ent/fep。值得注意的是，FDN-4染色体中存在49个基因组岛，其中81.6%与人类ExPEC菌株EC958共享，包含^chu血红素利用系统和^ybt耶尔森菌素等关键毒力因子。

毒力装备：从粘附到免疫逃逸的多维武器库
所有菌株均携带IBD相关基因^dsbA、^eaeH和^fimH，其中FDN-4独有的GI39区域编码^papP型纤毛和温度敏感血凝素^tsh，与人类UPEC的泌尿系统定植机制高度相似。质粒分析显示FDN-4携带182kb的IncFIB/IncFIC型质粒，含有^iroBCDEN铁载体系统，这种"铁海盗"策略使其在宿主缺铁环境中占据优势。

耐药性特征：意外敏感的ST131变体
尽管ST131谱系以携带CTX-M型ESBL著称，但FDN-4对14种测试抗生素均敏感。仅在其染色体发现两个点突变：^ptsI_V25I和^uhpT_E350Q，这与人类UPEC中磷霉素耐药机制相关，暗示潜在耐药进化起点。

公共卫生启示：跨界传播的基因组证据
系统发育分析将FDN-4与沙特人类分离株SA186聚簇，而GI比较显示其80%的基因组岛与人类ExPEC共享。特别在GI46中发现的^bfpB（束形成菌毛）和^xerC（位点特异性重组酶）等基因，提示禽类可能作为ST131的"基因混合容器"。

研究局限与展望
当前样本量(n=5)限制了对FDN致病机制的明确结论，且未进行体内毒力验证。未来需扩大分离株收集范围，并通过鸡胚感染模型验证这些基因组特征与十二指肠坏死的因果关系。该发现为理解人畜共患病传播的分子基础提供了独特视角。