丹麦东部地区2020-2022年耐万古霉素屎肠球菌基因组流行病学研究及vanB Tn1549插入位点鉴定

《European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases》：Genomic epidemiology of vancomycin-resistant Enterococcus faecium in Eastern Denmark from 2020 to 2022, and identification of vanB Tn1549 insertion sites

编辑推荐：本研究针对丹麦东部地区vanB型耐万古霉素屎肠球菌(VREfm)快速诊断难题，通过全基因组测序(WGS)和纳米孔测序技术，系统分析了2437株VREfm的基因组特征，首次鉴定出10个Tn1549染色体插入位点，证实现行多重PCR可覆盖94%流行株，为医院感染防控提供了精准分子诊断依据。

　　 在当今抗生素耐药性危机背景下，耐万古霉素肠球菌(VRE)已成为全球医院感染防控的重大挑战。其中屎肠球菌(Enterococcus faecium)因其在医疗环境中强大的传播能力和高死亡率备受关注。丹麦自2013年起经历VREfm流行趋势的显著变化：最初vanA型菌株占主导，但2019年后vanB型菌株异军突起，这种流行病学转变给临床诊断带来新难题——由于vanB基因也存在于其他肠道共生菌中，传统PCR检测易出现假阳性，严重影响感染控制效率。更棘手的是，不同克隆株的转座子插入位点差异可能导致检测漏诊，这对需要实施精准隔离措施的医院感染防控体系构成严峻挑战。

针对这一系列问题，哥本哈根大学医院等7家机构组成的研究团队开展了这项覆盖丹麦东部地区270万人口的大规模研究。研究人员收集2020-2022年间2437株VREfm临床分离株，通过创新性地结合Illumina短读长和纳米孔长读长测序技术，首次系统描绘了该地区VREfm的基因组流行病学图谱，相关成果发表在《European Journal of Clinical Microbiology》。

研究采用的核心技术包括：1)基于1432个核心基因组多位点序列分型(cgMLST)的群体遗传分析；2)针对vanB基因转座子Tn1549插入位点的计算机模拟PCR(in silico PCR)；3)对12株代表性菌株进行纳米孔测序辅助的杂交组装，精确解析转座子插入位点侧翼序列。样本来源于丹麦东部地区15家医院的常规诊断分离株，确保数据具有临床代表性。

研究结果部分呈现三大关键发现：

1. 基因组流行病学特征：在2437株VREfm中，vanB型占81%(1963株)，vanA型19%(463株)，另有11株同时携带两种耐药基因。主导克隆为ST80/CT2406(占vanB株的82%)和ST1421/CT1134(占vanA株的65%)，后者是2016年出现的"万古霉素可变型"克隆。

2. Tn1549插入位点分布：通过建立的生物信息学分析流程，发现94%vanB菌株的Tn1549插入位点集中于两个基因——沉默信息调节基因sir2(81%)和L-阿拉伯糖异构酶基因araA2(13%)。现行多重PCR对此类菌株检测覆盖率达94%，验证了该诊断方法的可靠性。

3. 新型插入位点鉴定：对116株非araA2/sir2型菌株深入分析后，通过纳米孔测序首次鉴定出8个新型染色体插入位点(命名为location1-8)和3个质粒插入位点。值得注意的是，其中4株最初被归类为"非sir2型"的菌株，经长读长测序重新组装后确认为sir2插入，揭示短读长组装的局限性。

讨论部分强调，该研究通过创新性地整合基因组流行病学与分子诊断评估，取得三方面突破：1)首次系统绘制丹麦东部VREfm流行克隆图谱，显示vanB型ST80克隆的绝对优势地位；2)发现Tn1549在染色体中存在至少10个偏好性插入位点，但sir2和araA2仍是主要"热点"；3)证实现行多重PCR对绝大多数流行株有效，为医院感染控制策略提供科学依据。特别值得注意的是，研究人员在ST80克隆中发现Tn1549序列存在ISL3家族转座酶插入的变异体，这种遗传变异可能是导致部分菌株PCR漏检的原因。

该研究的临床意义在于：当医院出现VREfm暴发时，可基于本研究建立的分子分型体系快速识别传播克隆，指导精准隔离——对相同van基因型和Tn1549插入位点的患者实施分组隔离，有效平衡感染控制与医疗资源分配。未来研究将扩展至更大地域范围，以探索Tn1549插入位点的进化选择机制。团队建立的纳米孔测序分析流程，为其他细菌耐药基因的插入位点研究提供了方法学范式。