An outbreak of Elizabethkingia anophelis was observed in a respiratory care center of a tertiary hospital in Taiwan since 2015. The outbreak strain showed no apparent relationship to currently known E. anophelis strains worldwide through complete genome sequencing analysis.

E. anophelis strain 296-96

The strain 296-96 was selected to be the representative of outbreak isolates because it was the earliest isolate obtained from a patient in 2011. Sequencing of the genome was carried out using Illumina iSeq100 and Nanopore MinION. (PubMed Reference)

NCBI Reference Sequence: NZ_CP046080.1

Genomic Island Prediction (Islandviewer4)

https://www.pathogenomics.sfu.ca/islandviewer/accession/NZ_CP046080.1/

關於這個細菌的故事

伊莉莎白菌(Elizabethkingia)是一個新建立的屬。其中的腦膜膿毒性伊莉莎白菌(E. meningoseptica)以及瘧蚊伊莉莎白菌(E. anophelis)是兩個主要造成人類感染的菌種，然而因他們的許多特徵相似，當前一般廣泛使用的臨床檢驗方法難以區分它們。伊莉莎白菌的成員常見於土壤與水環境中，它們是一群好氧、非發酵性、非泳動性、不形成孢子的格蘭氏陰性菌。其中第一個被發現在人類中造成感染的，是1959年由腦膜膿毒性伊莉莎白菌(Elizabethkingia meningoseptica)所造成的新生兒腦膜炎。在那之後有越來越多的研究逐漸發現，這個菌屬中最主要能造成人類感染症的其實是另一個被稱作瘧蚊伊莉莎白菌(Elizabethkingia anophelis)的菌種。這些重大的感染事件，包括2011年造成的第一起感染，及隨後2013年在新加坡兩個加護病房中的群突發感染、乃至2015-2016年在美國威士康辛州的一系列大規模群突發事件(outbreak)等等，近年來不斷有新的感染被報導出來。伊莉莎白菌的感染在全世界各地包括台灣各醫院不僅有逐年增加的趨勢，而且有相當高的死亡率。

台灣中部一大型醫學中心自2013年起，首次發現院內由瘧蚊伊莉莎白菌引起的菌血症感染病例有急遽上升的趨勢，特別是集中在加護病房與呼吸照護中心。其感染密度(infection density)從2005-2012年間的1.3(例/十萬人日)一直上升到2013-2020年間的8.1(例/十萬人日)。伊莉莎白菌普遍存在醫院環境中，特別是在供水系統與洗手台等潮濕的地方。但醫院中嘗試過的各種包括水龍頭消毒以及自動放流等感控措施都沒有太明顯的效果。常規監測的結果排除了供水系統篩檢的陽性率與感染個案數的相關性。因此我們懷疑這些造成群突發感染的菌株可能與供水等環境中的菌株沒有直接的關聯。我們團隊的成員透過對菌株的基因體脈衝電泳分型，從這個期間醫院的感染調查收集到的菌株中發現了一群造成這個群突發事件的獨特瘧蚊伊莉莎白菌。我們團隊利用奈米恐核酸定序，結合第二代高通量定序，應用在這個群突發的研究上，完成了數十個來自病患與醫院環境菌株的全基因體散彈槍定序。核心基因體多位點序列分型(cg-MLST)以及全基因體比較分析的結果都顯示，醫院中這群造成患者群突發感染的菌株與國外先前所發表的非常不同。我們透過比較基因體學的分析，從群突發株的基因體中成功鎖定了數個獨特的特徵區域，並針對這些基因體的特徵區域成功開發了基於多重聚合酶鏈鎖反應(multiplex PCR)的群突發株快速分子篩檢方法，進一步對來自全國微生物抗藥性監測計畫歷年所蒐集到的臨床菌株進行了篩檢。我們發現，在台灣這個獨特的群突發株在伊莉莎白菌中所佔的比例，從2005-2012年間的7.9%戲劇性地上升到2013-2020年間驚人的89.2%。一般來說瘧蚊伊莉莎白菌常因為其多重抗藥性而限制了臨床上抗生素用藥的選擇。相對於醫院內其它的瘧蚊伊莉莎白菌，我們發現這個群突發株普遍有更高的氟奎諾酮抗生素ciprofloxacin抗性與更高的14日死亡率。我們透過從國家衛生研究院全國微生物抗藥性監測計畫蒐集到的菌株進行分析，從來自全國各地的菌株中也觀察到同樣的趨勢。

這個研究的結果提出了一個重大警訊：台灣出現了一個新興強勢的瘧蚊伊莉莎白菌株，它基因體所攜帶的資訊對於我們未來在流行病學、抗藥性、細菌致病性乃至於治療上都至關重要。

目前我們正在基因體與轉錄體數據的分析中，針對其生物膜(biofilm)形成與抗藥性等特徵基因進行功能性的研究。這個系列的臨床細菌基因體學研究迄今已經發表了三篇國際學術期刊論文及數篇國內外研討會的口頭與壁報論文。我們團隊參與這一系列研究工作的同仁包括數名基資所碩士班學生、一名碩士在職專班(已畢業)當時任職於彰基臨床實驗室的醫檢師、以及生科院醫科學程博士班(已畢業)當時任職於彰基感染科的李醫師。