文献精读：一种临床上重要的质粒传播抗生素抗性基因 （β-内酰胺酶 TEM-116），存在于沙漠土壤中

期刊：Science of the Total Environment
DOI：10.1016/j.scitotenv.2020.137497

题目：A clinically important, plasmid-borne antibiotic resistance gene (β-lactamase TEM-116) present in desert soils

一种临床上重要的质粒传播抗生素抗性基因 （β-内酰胺酶 TEM-116），存在于沙漠土壤中

材料与方法：

Study site and sampling
位置：位于非洲西南海岸的一个极度干旱的沙漠 (23°11′76.1″S 15°16′69.2″E)
表层土壤(0 - 5厘米)
2018年4月10日

Sample preparation and DNA sequencing
试剂盒：DNeasy Powersoil Kit (Qiagen)
测序平台：HiSeq 2500 Ultra-High-Throughput Sequencing system (Illumina)

Metagenomic assembly and acquired ARG identification
测序深度：5GB
流程：FastQC > PrinSeq > SPAdes v3.12.0 > QUAST v5.0.2 > EPSript 3.0 > BLASTn(ResFinder)

Mobile genetic elements and taxonomic identification
mobile genetic elements : BLASTn （ Mobile Genetic Elements Database）
plasmid ： BLASTn （PlasmidFinder）
taxonomic markers ： Prodigal v2.6.3

Phage identification and metal resistance gene annotation
噬菌体序列：BLASTn （MetaPhinder）
Metal resistance genes ： BLASTn （BacMet）

数据可用性：
NCBI PRJNA592367

个人解读

基于宏基因组ARG研究越来越多，本篇文章主要针对TEM-116作为分析的重点，
文章重点在于沙漠中首次检测到TEM-116，且出现在 ColE1-like plasmid中，说明TEM-116正在沙漠环境中流行。
文章可以用来了解TEM-116的背景知识，没有做更多的内容有些可惜，不过沙漠环境数据可以尝试与其他环境进行对比。

TEM-116基础

TEM-116是一种extended-spectrum β-lactamases (ESBLs)，中文为超广谱β-内酰胺酶。ESBLs通常是质粒传播的，能够诱导宿主细胞对较新的β-内酰胺类抗生素产生耐药性，特别是对第三代和第四代头孢菌素类和单巴坦类抗生素，但对头霉素类和碳青霉烯类抗生素无效。
ESBLs在20世纪80年代主要在肺炎克雷伯菌和大肠杆菌中发现，但后来在其他几种细菌中也有报道，包括假单胞菌、志贺氏菌和沙门氏菌。
TEM-116是一种ESBL，其特征是在残基84和184处的两个氨基酸取代[1]，被认为是直接从第一个发现的质粒介导的β-内酰胺酶TEM-1进化而来。为目前有些研究证明，TEM-116已经产生的超过50种变体。[2]

TEM-116 研究进展

首先，引用几篇相关发表的文献：
Molecular Characterization of Extended-Spectrum Beta-Lactamases Produced by Clinical Isolates of Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli from a Korean Nationwide Survey - PMC (nih.gov)
确定了肺炎克雷伯菌和大肠杆菌临床分离株中，广谱β -内酰胺酶(ESBLs)的流行率和基因型
Enteropathogenic Escherichia coli Strains Carrying Genes Encoding the PER-2 and TEM-116 Extended-Spectrum β-Lactamases Isolated from Children with Diarrhea in Uruguay - PMC (nih.gov)
腹泻儿童肠道微生物种检测到TEM-116
The Curious Case of TEM-116 - PMC (nih.gov)
对TEM-116的ESBLs的特征，结合网络分析，从biochemical and microbiological profiles的角度提出质疑
因此，无论是否承认TEM-116的广谱特征，至少TEM-116作为一种流行的抗生素抗性基因，具有很高的研究价值，无论从基因组还是从环境微生物的角度，都有足够的研究价值。