破解耐药菌院内传播新线索：《Nature》揭示“跳跃基因”如何通过增强叶酸摄取助长粪肠球菌定植

在现代医疗环境中，细菌面临着极其严苛的选择压力。能够迅速适应环境是成功在医疗环境中传播的病原体所具有的关键特征。单核苷酸变异（SNV）和小的插入缺失（indel）是推动临床适应性变化的重要因素。相比之下，由转座元件（尤其是插入序列（IS））介导的结构变异的作用却尚未得到充分研究。尽管插入序列（IS）的扩增在诸如志贺氏菌属（Shigella）和百日咳杆菌（Bordetella pertussis）等病原体的出现过程中已被详细描述，但对于由 IS 介导的短期临床适应性贡献的理解却相对有限。

2026年4月22日，斯坦福大学Ami S. Bhatt团队在Nature 在线发表题为

“Transposable elements are driving rapid adaptation of Enterococcus faecium”的研究论文，该研究通过大规模基因组调查、临床分离株的长读长测序以及纵向肠道宏基因组分析，对病原体的插入序列动态进行了全局模式到体内进化过程的量化研究。

ISL3 促进了一个在医院中流行的耐药性粪肠球菌菌株中广泛的近期结构变异（图源自Nature ）

在 19485 个公开可用的高连续性 ESKAPEE 病原体基因组中，粪肠球菌（ Enterococcus faecium）的基因组中插入序列最为密集，主要由复制型 ISL3 家族元件构成，这些元件在过去 30 年里在临床谱系中不断增殖。该研究发现，在一个新的单医院血液感染分离株集合中，染色体结构存在大量变异，主要涉及 ISL3，这些变异在 12 名造血干细胞移植（HCT）受者的 28 份纵向粪便样本中得到了体现。对 12 名 HCT 受者 28 份纵向粪便样本的长读长宏基因组测序展示了体内插入序列的动态及其调控后果。

在一名患者身上，位于叶酸转运蛋白上游的 ISL3 插入形成了一个强大的启动子，从而增强了转录过程，并在叶酸缺乏的情况下提高了相对适应性。增强叶酸的清除能力或许能使粪肠球菌在微生物群落崩溃的环境中得以繁衍，这种情况在 HCT 及其他重症患者中较为常见。综合来看，这些结果表明，最近的 ISL3 扩增正在推动医疗相关粪肠球菌的快速进化，其代谢适应性的变化可能有助于解释其日益加重的临床负担。其他几种病原体的 IS 载量也有所升高，这表明由 IS 扩增介导的进化可能具有更广泛的适用性。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10373-2