确定可移动抗生素耐药基因来源的方法

在过去的几十年间，微生物的抗生素耐药性已经成为现代医学领域的主要难题。几乎所有类型的抗生素，甚至是最新报道的新药，都发现了与之相对应的耐药基因。可移动的抗生素耐药基因（ARGs）包含多种可移动遗传元件（MGEs），使得这些基因能够在不同的宿主之间扩散，甚至跨越分类学的边界。尽管总有新的ARGs被不断发现，但是大部分ARGs的起源仍是未知。理解这些ARGs从哪里来，哪些环境、条件，以及人类活动有利于它们的出现，对于有效减少临床上新型ARGs的出现将是必要的。然而，这些与ARGs起源相关的认知，在应用于管理临床上已经出现的ARGs时，则可能会受到限制。因为ARGs一旦出现，即使在没有选择压力的情况下，也会在部分群落中维持很长时间，这使得ARGs的出现几乎是不可逆的。

仅仅根据一种或少量ARGs的已知起源，对可能有利于新的ARGs出现的条件进行预测，将是困难的。确定更多数量ARGs的起源，可能使我们能够认清一些潜在的机制，例如起源物种的共同特征是怎样的、ARGs是如何从最近的非移动起源被动员起来的、它们的发展环境如何、以及它们与人类和动物相关细菌之间有何关联。一个强有力的假设是，由人类和家畜中广泛使用的抗生素所带来的选择压力，已经在ARGs的出现中起到了关键作用。由于环境中的ARGs数量远多于在人类和家畜微生物群中已发现的数量，那么其他的生态环境，包括这些环境中的人为选择压力，可能也会对ARG的出现和发展起关键作用。

目前对ARG起源的研究缺乏系统的总结和分析，同时，研究起源的过程中所用方法的类型和质量也参差不齐，从早期的分子方法到最近的基于测序的手段。这些都需要人们从一个固定的标准对每一个关于ARG起源的研究进行仔细评估，以确保对ARG的起源认知的完整性，并为未来的确证技术提供引导。

在一项研究报道中，来自瑞典哥德堡大学的研究人员建立了一套比较标准（图1），能够至少在属的水平确定可移动ARGs的起源，且具有高可信度。基于这些标准，通过最先进的比较基因组分析，研究人员对每一个之前报道的ARG的起源都进行了重新评估。检查了之前的报道后，发现之前所提出的起源中只有81%能够得到现有数据的支撑。这些确定的起源物种在分类学上都属于变形菌门，几乎所有物种都与人类和家畜的感染相关，其中几个物种是一些不同ARGs的来源。这些结果强调了人类和动物的身体作为ARGs“移动热点”的重要性。尽管如此，绝大多数ARGs依然缺乏已知的来源，说明未测序的环境细菌可能是潜在来源。

图1 用于修正和检查已报道ARGs来源的比较基因组学流程

参考文献：

Ebmeyer, S., Kristiansson, E. & Larsson, D.G.J. A framework for identifying the recent origins of mobile antibiotic resistance genes. Commun Biol 4, 8 (2021). https://doi.org/10.1038/s42003-020-01545-5