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大理大学杨兴团队取得羊亚科动物肠道微生物耐药组研究新突破

2026年2月,大理大学医学部基础医学院动物疫病与人兽共患病研究中心杨兴团队联合青岛农业大学张晓轩团队、英国诺丁汉大学Hany M. Elsheikha等中外科研力量,在《Communications Biology》(中科院一区Top期刊)合作发表题为“Metagenomic analysis of antimicrobial resistance, virulence, and mobile genetic elements in the gut microbiota of Caprinae species”的研究论文。本研究首次开展羊亚科动物肠道微生物组大规模宏基因组分析,系统解析其肠道菌群中抗生素耐药基因、毒力因子基因及可移动遗传元件的分布特征、关联模式与传播潜力,同时揭示羊亚科与人类肠道耐药组的共享特征,为基础医学与公共卫生领域的抗生素耐药性监测和防控提供了重要的基因组学证据。羊亚科动物(山羊、绵羊等)是全球农业经济的重要组成部分,其肠道微生物组作为抗生素耐药基因的重要储库,因与人类生产生活密切接触,成为人畜共患耐药基因传播的关键环节。此前针对羊亚科肠道耐药组的研究样本量小、覆盖有限,且缺乏对耐药基因、毒力因子及传播元件的系统性整合分析,难以全面揭示其耐药性传播的分子机制与潜在风险。

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本研究团队整合公共数据库资源,收集并分析了779份羊亚科动物肠道宏基因组样本(95.38%来自中国,以山羊、绵羊为主要研究对象),通过严格的质量筛选与组装,成功重构出17023个非冗余宏基因组组装基因组(MAGs),涵盖32个菌门、3612个物种,其中44.11%为未被表征的新物种,同时鉴定出3765条高质量序列,构建了目前规模最大的羊亚科肠道微生物基因组集。

研究通过功能注释与分析,在羊亚科肠道微生物组中鉴定出2440个抗生素耐药基因(含208种独特类型)和5401个毒力因子基因(含141种独特毒力因子),发现大肠杆菌是耐药基因与毒力因子的核心宿主,部分菌株可携带超50个耐药基因或近200个毒力因子,成为高风险的“超级菌”储库。耐药基因中,四环素类耐药(60.96%)与多药耐药(18.22%)为主要类型,tet(W/N/W)、adeF为最广泛分布的耐药基因;毒力因子则以黏附系统相关基因为主(63.64%),EF-Tu、荚膜、GroEL为核心毒力因子。论文进一步分析发现,耐药基因与毒力因子的多样性、丰度呈极强正相关,提示抗生素压力下,两者存在显著的协同选择效应,或催生兼具高耐药性与高致病性的菌株,加剧公共卫生风险。

通过将羊亚科肠道耐药组与人类肠道耐药组进行对比分析,研究发现184种独特耐药基因为人畜共享,其中包含17个临床关键耐药基因(如tetX1/4、vanD/R),这类基因介导替加环素、万古霉素等人类最后一线抗生素的耐药性,且具备水平转移能力,存在极高的人畜共患传播风险。两者耐药组均以多药耐药为主,但羊亚科以抗生素外排为主要耐药机制,人类则以酶促灭活为主;肠杆菌科为两者共有的核心耐药基因携带类群,成为耐药基因跨物种传播的重要媒介。此外,研究还发现羊亚科含24种特有耐药基因,人类含402种特有耐药基因,反映了两者肠道微生物组对宿主环境的适应性分化。

本研究中羊亚科与人类的耐药基因共享特征,进一步印证了跨物种、跨生态系统的微生物基因交流是长期且持续的过程,凸显了“同一健康”理念在抗生素耐药性防控中的重要性。

本研究以大理大学为第一完成单位,由大理大学的杨兴副教授作为最后通讯作者。英国诺丁汉大学的Hany M. Elsheikha教授对本项工作给予了大力支持。研究产生的17023个非冗余MAGs及分析脚本均已公开,为后续相关研究提供了重要的数据与方法支撑。

论文信息:Su, J.-W., Elsheikha, H.M., Guo, L. et al. Metagenomic analysis of antimicrobial resistance, virulence, and mobile genetic elements in the gut microbiota of Caprinae species. Commun Biol (2026).

论文链接:https://doi.org/10.1038/s42003-026-09726-4


【责编/付智敏  审核/潘越华】