《Applied and Environmental Microbiology》：Whole-genome sequencing reveals a novel Renibacterium salmoninarum lineage and suggests geographic endemism combined with anthropogenic spread in the North-East Atlantic Area
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杀鲑肾杆菌（Renibacterium salmoninarum）是细菌性肾病（BKD）的病原，自20世纪60年代以来在北欧鲑科鱼类养殖场中屡被分离。过去几十年挪威仅零星检出该菌，但自2022年12月起该国西海岸及中挪威多地暴发广泛分布的疫情。研究人员利用全基
杀鲑肾杆菌（Renibacterium salmoninarum）是细菌性肾病（BKD）的病原，自20世纪60年代以来在北欧鲑科鱼类养殖场中屡被分离。过去几十年挪威仅零星检出该菌，但自2022年12月起该国西海岸及中挪威多地暴发广泛分布的疫情。研究人员利用全基因组测序（WGS）产生的草图基因组，解析了与上述流行疫情相关的杀鲑肾杆菌分离株的系统发育关系。通过对挪威（n=67）、冰岛（n=12）、丹麦（n=12）及法罗群岛（n=1）分离株，并结合109条已公开序列进行测序与分析，获得了该病原体的系统地理学全景。研究发现2022–2024年间导致挪威BKD的杀鲑肾杆菌分为两个独立且同时存在的进化支系，二者均归属于正在扩张的、与水产养殖活动密切相关的谱系1（Lineage 1）。流行病学特征与当前水产养殖运营模式相符，引发了对现行杀鲑肾杆菌生物安全措施有效性与执行情况的质疑。本研究还描述了此前未被识别的新谱系——谱系3（Lineage 3），其成员主要来自冰岛，而BKD在该国被视为地方性疾病。在欧洲水系中检测到杀鲑肾杆菌的地方性储存库，凸显了该病原体可在急性疫情之外持续循环传播的潜力。这一发现强调需要进一步探究病原体持久存续机制，尤其是在与水产养殖相关的环境中，慢性感染储存库可能削弱疾病管理与生物安全防控成效。
研究背景方面，全球水产养殖产量于2022年首次超过捕捞渔业，产业规模扩大使其更易受环境胁迫与病原体入侵影响。杀鲑肾杆菌是一种革兰阳性、生长缓慢、兼性胞内寄生的高GC含量棒状杆菌，可经水平与垂直途径传播，常表现为慢性肉芽肿感染与亚临床带毒状态，野生与养殖鲑科鱼类均可成为宿主或媒介，且可形成终身带菌状态，加之现有诊断方法对亚临床感染检出率低，导致BKD防控难度极大。挪威是全球最大鲑科养殖国，拥有丰富的野生种群资源，自1980年首次检出杀鲑肾杆菌后，通过强化亲鱼检疫等生物安全措施使疫情显著下降，但2022年12月至2024年底，生产区PA4、PA5、PA6接连暴发疫情，促使研究人员开展本次研究，以厘清流行联系与传播模式，成果发表于《Applied and Environmental Microbiology》。
关键技术方法上，研究人员构建了包含92株新测序分离株（挪威67株、冰岛12株、丹麦12株、法罗群岛1株）与109株已发表分离株的数据集，覆盖1960年代至2024年的时空范围。分离株源自各国常规诊断与监测项目，宿主包括大西洋鲑（Salmo salar）、虹鳟（Oncorhynchus mykiss）、褐鳟（Salmo trutta）与北极红点鲑（Salvelinus alpinus）。采用二代短读长测序平台构建文库并进行质量控制，使用Unicycler进行基因组组装，通过平均核苷酸一致性（ANI）评估基因组相似性，利用ParSNP构建核心基因组比对，Gubbins检测并屏蔽重组区域，IQ-TREE推断最大似然（ML）系统发育树，并对特定进化支进行高分辨率分析。
研究结果部分，首先基因组组装质量显示201个组装基因组共含80–126个重叠群，N50介于35,959–74,253 kbp，组装大小2,981,688–3,078,808 kbp，GC含量56.23%–56.31%，满足后续分析要求。其次，系统发育重建揭示东北大西洋杀鲑肾杆菌存在三个主要谱系：谱系1包含166株分离株，跨越60余年采样时间，涵盖除冰岛、法罗群岛外的所有国家与宿主，包含挪威特异性进化支N1、N2、N3与丹麦特异性进化支D1；谱系2包含19株分离株，局限于苏格兰与挪威早期病例（1962–2012年），宿主均为鲑属；谱系3为新发现谱系，包含16株分离株，绝大多数为冰岛分离株，另含1株法罗群岛与3株挪威分离株，与其他谱系遗传距离显著。第三，驱动当前挪威BKD疫情的是谱系1下的两个独立进化支：进化支N1包含16株分离株，主要来自PA4与PA5的大西洋鲑养殖场，2016–2017年历史分离株与2023–2024年新分离株高度相似，支持局部持续传播或再引入；进化支N2包含30株分离株，主要为PA6分离株，进一步分为N2-A与N2-B两个亚支，二者遗传差异极小（15–18个核心基因组SNP），且相同基因型可出现在不同地理位置，不同基因型可共存于同一养殖场，历史分离株（1997–2011年）与近期分离株高度相似，表明可能存在长期储存库与跨区域传播。
讨论部分，研究人员指出杀鲑肾杆菌基因组高度保守，需依赖WGS等高分辨率方法进行溯源。谱系1的广泛分布与人类水产养殖活动密切相关，谱系3则呈现明显地域局限性，支持地方性储存库的存在。挪威疫情由两条独立传播链驱动，进化支与养殖生产区高度对应，且不受企业归属限制，提示鱼苗运输、活鱼运输船（well-boats）与除虱作业等共享操作可能是传播媒介。历史分离株与近期分离株的高度相似性表明病原体可在特定区域长期潜伏并重新激活，野生种群与养殖种群之间的传播风险不容忽视。丹麦通过严格生物安全措施已将多数养殖区维持无疫状态，但循环水养殖系统（RAS）因管道复杂仍存在持续感染风险。研究同时指出，杀鲑肾杆菌生长缓慢、培养困难限制了基因组学研究，未来需发展不依赖培养的宏基因组学等方法。
结论部分，本研究首次报道了几乎仅存在于冰岛的杀鲑肾杆菌新谱系，并通过最大规模的WGS系统发育分析，明确了2022年以来挪威疫情由谱系1下两个独立进化支驱动，证实欧洲水系中存在多个地方性病原体储存库，可能通过无症状带鱼在水体与环境中持续循环。研究提出了人类活动特别是水产养殖运营环节在病原体扩散中的作用，强调了优化消毒规程、加强持续监测与制定针对性管理策略的重要性，对保护野生与养殖鲑科鱼类资源具有重要科学与应用价值。
