抗菌药物耐药性（AMR）的全球传播已成为21世纪最严峻的公共卫生挑战之一。在此背景下，食源性病原体是耐药基因从农业环境向人类临床环境转移的关键载体，但其潜在的传播机制仍不明确。在这些病原体中，沙门氏菌（Salmonella）是全球范围内食源性疾病的主要病因，而移动遗传元件（MGEs）介导的多药耐药性传播尤为突出。为系统阐明这一传播机制，研究人员对从零售鸡肉中分离的164株沙门氏菌（Salmonella）进行了综合分析。总计59株（36.0%）携带I类整合子（class 1 integrons），均表现出多药耐药表型；其中，肯塔基沙门氏菌（Salmonella Kentucky）ST314是优势克隆（33.9%）。整合子结构高度多样，鉴定出12种不同的基因盒排列，主要为aac(6′)-Ib-cr5–arr-3–dfrA27–aadA16（33.9%）和aac(6′)-Ib-cr5–blaOXA-1–catB3–arr-3（25.4%）。值得注意的是，研究人员首次在食源性沙门氏菌的IncHI2接合质粒上鉴定到一个IS26介导的巨大复合整合子（>40 kb）。该结构作为一个完整的耐药模块，与国内外来源质粒中报道的同源区域高度保守，表明其具有菌株间和区域间传播的潜力。接合实验显示，57.6%的菌株成功转移了耐药质粒。质粒稳定性实验进一步表明，代表性的IncHI2质粒在无抗生素选择压力下可在受体宿主中稳定维持超过15天，且不施加显著的适合度负担。相关性分析显示，整合子、插入序列（ISs）和质粒复制子的数量之间存在显著的中等相关性。总之，本研究表明，整合子–接合质粒–IS26协同网络构成了驱动食源性沙门氏菌中多药耐药性传播、持久维持和进化的关键遗传骨架。这些发现提示，AMR监测和风险评估应从单基因检测转向对MGEs形成的协同网络的系统性追踪。
本研究聚焦食源性沙门氏菌（Salmonella）中多药耐药性的传播与进化机制。抗菌药物耐药性（AMR）的全球蔓延对公共卫生构成严重威胁，食源性病原体作为耐药基因从农业环境向临床环境转移的关键载体，其传播机制尚未充分阐明。沙门氏菌是全球食源性疾病的主要致病菌，移动遗传元件（MGEs）介导的多药耐药性尤为突出。然而，现有研究多关注表型-基因型关联或单个元件的作用，缺乏对整合子（integrons）、接合质粒（conjugative plasmids）和插入序列（ISs）如何协同构建稳定且高效传播的耐药模块的系统性解析。针对这一空白，研究人员对2018—2022年从中国上海15个行政区零售超市采集的鸡肉样品中分离的164株沙门氏菌（其中59株I类整合子阳性）进行了综合研究，旨在阐明MGEs网络如何协同驱动多药耐药性的传播与进化。该研究发表于《Journal of Future Foods》。
主要关键技术方法包括：采用微量肉汤稀释法测定最低抑菌浓度（MIC）进行抗菌药物敏感性测试；通过聚合酶链式反应（PCR）和全基因组测序（WGS）筛查整合子、耐药基因及质粒复制子；利用PacBio Revio平台进行长读长测序以解析完整质粒结构；采用滤膜接合法评估耐药质粒的水平转移能力；通过连续传代实验和实时荧光定量PCR（qPCR）评估质粒稳定性与适合度成本；利用生物信息学工具（如Integron Finder、PlasmidFinder、ISfinder等）鉴定MGEs并进行相关性分析。样本来源为上海市15个行政区（不含静安区）的零售鸡肉，共164株沙门氏菌分离株，其中59株为I类整合子阳性菌株。
研究结果如下：
3.1 广泛的多药耐药表型和高风险克隆的出现：通过抗菌药物敏感性测试和分子分型，研究人员发现所有59株I类整合子阳性菌株均呈严重多药耐药表型，100%对头孢唑啉、头孢替坦和所有测试的氨基糖苷类耐药；超过80%对氨苄西林、氟喹诺酮类和磺胺类耐药。分子分型显示，肯塔基沙门氏菌（Salmonella Kentucky）ST314为优势克隆（33.9%），与最常见的整合子基因盒阵列aac(6′)-Ib-cr5–arr-3–dfrA27–aadA16强相关，且对该研究测试的抗菌药物耐药率超过90%，表明ST314是食链中具有高传播潜力的高风险克隆。
3.2 I类整合子的高流行率和结构多样性：通过PCR扩增和全基因组测序分析，在164株沙门氏菌中，36.0%（59/164）携带I类整合子。启动子分析显示，弱至中等强度的Pc变体（PcW占35.6%，PcH1占52.5%）占主导地位。共鉴定出12种不同的基因盒阵列，其中两种最流行：aac(6′)-Ib-cr5–arr-3–dfrA27–aadA16（33.9%）和aac(6′)-Ib-cr5–blaOXA-1–catB3–arr-3（25.4%）。8株菌株携带两个整合子，4株携带三个整合子，表明宿主内耐药基因模块的堆叠增加了遗传和表型复杂性。
3.3 IS26介导的移动“超级耐药簇”及其传播：通过全基因组测序和比较基因组学分析，研究人员首次在鸡肉源沙门氏菌分离株SAL-223的IncHI2接合质粒上鉴定到一个超过40 kb的复合整合子结构，携带11种耐药基因。与不同国家的沙门氏菌质粒（pST106-T和pMCR-S58L2）中同源区域核苷酸一致性>95%，提示IS26可能通过递归重组逐步组装多个独立耐药模块，并作为一个完整单元在不同菌株间传播。
3.4 接合质粒驱动的高效传播与稳定维持的实验验证：通过滤膜接合法和连续传代实验，接合实验显示57.6%（34/59）的菌株成功将耐药质粒转移至大肠杆菌（Escherichia coli）J53受体。生长曲线分析显示，携带质粒的接合子与受体菌株的生长速率无显著差异，表明质粒获取不施加显著适合度负担。质粒稳定性实验表明，IncHI2质粒在无抗生素选择压力下可稳定维持超过15天，代表性耐药基因（如intI1、blaOXA-1）保留率在20%–50%之间。
3.5 整合子–质粒–IS协同网络的遗传证据：通过全基因组相关性分析，研究人员检测了五种MGE类别（整合子、ISs、转座子相关基因、质粒复制子、前噬菌体）的拷贝数。结果显示，整合子、ISs、转座子相关基因和质粒复制子的丰度之间存在显著正相关，而前噬菌体与其他四类MGEs相关性较弱。韦恩图显示，ISs与整合子、整合子与质粒之间有大量重叠，三者共享的菌株子集支持整合子–IS–接合质粒复合模块的存在，共同介导多药耐药基因的水平转移。
在讨论部分，研究人员总结认为：AMR进化常归因于遗传突变和水平基因转移，但在食品生产生态系统中，AMR如何快速组装成稳定、高传播性的复杂结构尚不清楚。该研究揭示了由不同结构和功能角色的MGEs构成的分层“协同进化网络”：接合质粒作为传播载体，IS26实现模块重组，整合子作为基因捕获和表达平台。表型分析表明多药耐药性广泛，但所有菌株对碳青霉烯类敏感，提示需要从被动表型监测转向主动的遗传背景早期预警。整合子流行率（36%）和结构多样性高于许多其他食链环境，弱至中等强度启动子的优势可能有利于在低选择压力下维持耐药基因。IS26介导的巨大复合整合子的高保守性证实了其作为核心结构驱动因子。IncHI2质粒的高接合效率和低适合度成本使其成为沉默的耐药基因储库。最后，研究结论部分翻译如下：
通过整合流行病学调查、分子分型、比较基因组学和功能实验，本研究阐明了MGEs如何协同驱动食源性沙门氏菌中多药耐药性的传播与进化。主要结论如下：第一，I类整合子在零售鸡肉沙门氏菌中高度流行（36.0%），且与多药耐药表型强相关；肯塔基沙门氏菌ST314与特定整合子基因盒阵列aac(6′)-Ib-cr5–arr-3–dfrA27–aadA16共同构成食链中的高风险克隆–整合子组合。第二，首次在IncHI2接合质粒上鉴定出IS26介导的巨大复合整合子（>40 kb），其作为完整耐药模块在不同质粒间的高度保守性证实了IS26在组装大耐药区域和促进菌株间传播中的核心结构作用。第三，功能实验表明，IncHI2质粒具有高接合效率（57.6%），在无抗生素选择压力下稳定维持超过15代，且不检测到生长惩罚，这功能上证实了IncHI2质粒作为AMR隐蔽持续和扩散的关键载体。第四，全基因组相关性分析和耐药基因共享网络显示，整合子、ISs、转座子相关基因和质粒复制子的丰度之间存在显著正相关，耐药基因广泛重叠。综上，这些发现支持一个协同框架：接合质粒（传播载体）、IS26（重组驱动因子）和整合子（基因表达平台）构成一个完整的协同进化网络，捕获、组装、优化和传播多药耐药基因。基于这些发现，未来工作应沿三个方向推进：在模拟真实食品生产环境的模型系统中实证验证该协同网络的组装效率和传播动力学；通过双轨策略加强监测，联合监测高风险克隆和关键MGEs（如IncHI2骨架、IS26相关结构、核心整合子架构）；探索针对该网络关键节点（如质粒接合、整合子重组、IS26介导重组）的创新干预策略，从源头阻断多药耐药基因簇的组装和传播。总体而言，在“同一健康”框架下有效控制食源性AMR需要多维度的监测和基于对底层协同进化网络机制理解的精准干预。
