研究揭示新型A類碳青霉烯酶全球分布特征

近日，國家農業（水禽）產業技術體系崗位專家、四川農業大學教授程安春團隊與西南大學合作，在國際學術期刊Science of the Total Environment上發表論文。該研究首次報道了一種新型的A類碳青霉烯酶RATA，并揭示了其在全球范圍內的分布特征及其全球傳播潛力。

碳青霉烯類抗生素是治療由多重耐藥細菌引起的嚴重感染的最后手段。然而，隨著碳青霉烯耐藥基因的全球擴散，嚴重制約了該類抗生素的有效性。程安春團隊從鴨疫里默氏菌基因組鑒定出一種新型碳青霉烯酶RATA，該酶與已知的β-內酰胺酶的氨基酸序列相似性低于52%。RATA酶能夠水解包括青霉素、廣譜頭孢菌素、單環β-內酰胺類、頭霉素和碳青霉烯類在內的多種β-內酰胺類抗生素，并且其活性可以被β-內酰胺酶抑制劑所抑制。

研究團隊進一步通過生物信息學分析并發現了46個bla_RATA類基因，編碼27種變體，涉及21個不同物種，包括病原體、宿主相關細菌和環境分離菌。尤其值得關注的是：攜帶bla_RATA基因的菌株已在全球范圍分布，并且主要源自海洋環境。此外，bla_RATA基因主要位于黃桿菌科細菌的染色體上，與黃桿菌科內菌種具有相似的GC含量，表明黃桿菌科可能是bla_RATA基因的主要儲庫。

bla_RATA的潛在起源分析    四川農大供圖

研究表明RATA是一種新的染色體編碼的A類碳青霉烯酶，而海洋環境中的黃桿菌科可能是bla_RATA基因的主要儲庫。研究還發現RATA-2變體能夠在鴨疫里默氏菌的不同菌株間通過自然轉化進行水平轉移。

該研究得到了國家自然科學基金、中國農業研究系統藥物創新團隊和國家現代農業產業技術體系的支持。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172873