日本一马和牛育种地区不同动物物种间沙门氏菌克隆的传播

为什么在畜栏动物间跳跃的病原体很重要

由沙门氏菌引起的食物中毒是一个全球性问题，其起点往往早于食物进入我们的厨房。它通常始于农场，在那里相同的病原体可以在不同动物间悄然传播，随后进入人类食物链。本研究仔细考察了日本北部一个繁忙的马与牛育种区，旨在了解一种极为成功的沙门氏菌类型如何在物种间传播，以及这种传播是否属于局部问题、全球性感染浪潮，或两者兼有。

一种能感染多种宿主的强韧病原体

研究者关注的一种沙门氏菌被称为序列型34（ST34），它如今已成为全球人畜腹泻的重要病因之一。与那些专门感染某一宿主的沙门氏菌株不同，ST34能自由感染多种哺乳动物和鸟类。它常携带多种使其对重要抗生素具抗性的基因，以及能耐受铜或锌等金属的基因——这些特性有助于其在现代农场环境中存活。过去四十年间，日本经历过多次不同沙门氏菌株的浪潮，自2010年代以来，ST34已成为牛群中的主导类型。

跨农场与跨年份追踪感染

为了解ST34在马与牛并存环境中的行为，研究团队分析了1981年至2023年间在北海道一地区从动物体内分离的42株沙门氏菌样本。研究者利用全基因组测序读取了每个细菌分离株几乎完整的DNA序列，并比较其核心基因组中的微小差异（即单核苷酸变异）。相差少于25处变异的菌株被归为五个紧密相关的“簇”，表明它们从共同祖先分化的时间相对较近。在大多数簇中，几乎相同的细菌在不同农场的马和牛中都有发现，有时相隔数年、数十公里，这强烈指向了跨物种和跨农场的传播。

在全球家系图中的本地暴发

科学家随后将北海道的菌株置于全球背景中，与来自28个国家的近500个ST34基因组作比较。这一更广泛的分析显示了沙门氏菌家系树上的三大分支（谱系）。其中两支主要由在日本境内流行的菌株组成，被标记为日本流行谱系；第三支则混合了来自欧洲、亚洲、美洲、非洲和大洋洲的菌株，被视为全球谱系。北海道的三个簇位于某一日本流行谱系之内，这表明当地的马牛感染是全国范围内长期存在问题的一部分。另有一簇与中国、韩国等东亚国家的菌株聚在一起，而还有一簇显示出与欧洲菌株的遗传联系，暗示着可能存在多次自海外的引入事件。

被掩盖的传播路线与上升的药物抗性

通过估算不同分支分化的时间，研究团队认为日本的主要ST34谱系大约在1990年代末或2000年代初从全球谱系中分化出来，并随后在国内适应了食用动物。与此同时，至少一个携带额外耐药基因的东亚亚谱系似乎另行进入了日本。尽管具体路径尚不清楚，但这些模式表明动物流动、受污染的饲料、运输车辆，甚至鸟类和浣熊等野生动物都可能在各农场和物种间转运这些细菌。几乎所有菌株都携带对常见抗生素的核心抗性基因，有些还携带额外基因，如果这些细菌进入人体，将可能使治疗变得更加困难。

这对农场与食品安全意味着什么

对普通读者而言，关键结论是危险病原体不分物种界限，也不受农场围栏约束。在该日本地区，相同的沙门氏菌克隆在马和牛中均有发现，并可在基因层面与更大范围的国内外感染浪潮相联系。该研究表明，细致的DNA追踪能够揭示这些细菌如何悄然跨越动物、地区与国界。为了降低食物中毒和动物疫病的风险，疾病防控计划不能只关注单一物种或单一国家：必须监测跨物种传播，限制抗药性菌株的扩散，并将农场、野生动物与全球贸易视为一个相互关联的整体系统。

引用: Arai, N., Niwa, H., Uchida-Fujii, E. et al. Transmission of Salmonella clones between different animal species in a horse and cattle breeding region in Japan. Sci Rep 16, 12412 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39311-y

关键词: 沙门氏菌, 跨物种传播, 抗生素抗性, 畜牧业, 基因组测序