混合菌株病原体种群驱动临床患者抗生素耐药性的进化

抗生素耐药性已成为全球健康威胁，然而，宿主内耐药性演化机制尚不明确。传统观点认为，宿主内病原体种群多呈克隆性分布，且耐药性主要源于新生突变选择。2023年7月，牛津大学R. Craig MacLean团队在nature communications上发表了题目为Mixed strain pathogen populations accelerate the evolution of antibiotic resistance in patients的研究成果。研究发现，在机会性致病菌铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）中，混合菌株种群其实普遍存在。关键发现在于：当患者定植多菌株时，耐药性会通过选择已有耐药菌株而快速演化；而在单菌株定植情况下，耐药性仅能依赖新发突变偶然产生。值得注意的是，混合菌株种群中耐药性与生长速率存在显著权衡关系，这表明宿主内多样性也可能在没有抗生素选择压力时驱动耐药性丧失。研究表明，病原体种群的宿主内多样性是决定治疗过程中耐药性演化轨迹的关键因素。

图1 患者队列特征、研究方法及细菌分离株数据概览

图2 混合菌株种群驱动抗生素耐药性进化

图3 耐药性的出现源于对预先存在的耐药菌株的选择

图4 患者体内耐药性进化的基因组驱动因素

图5 患者体内的适应性权衡

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39416-2。