亮点：

  高丝氨酸内酯(Acyl-homoserine lactone，AHL)产生菌促进了ARGs的接合转移。

  群体感应抑制剂(Quorum sensing inhibitor，QSI) 抑制生物膜的形成和ARGs的接合转移。

  AHL增强接合归因于相关基因表达的改变。

  摘要：饮用水系统中广泛存在的抗生素耐药基因(ARGs)危害人类健康，并会因微生物之间的水平基因转移(HGT)而加剧。细菌从生物活性碳(BAC)生物膜中产生的群体感应(QS)分子被证明影响接合质粒Rp4的转移效率。在本研究中，我们进一步探讨了QS对接合转移的影响及其机制。结果表明，从BAC生物膜中分离到的产AHL细菌在ARGs的增殖过程中起着重要作用。我们选择了几种群体感应抑制剂(QSIs)来研究它们对AHL产生菌的影响，包括生物膜的形成和接合转移的调节作用。此外，AHL促进接合转移的可能分子机制是由于增强了mRNA的表达，这涉及到接合相关基因表达的变化。我们还发现，QSIs可以通过下调接合相关基因来抑制接合转移。我们相信，这是第一次有洞察力地探索AHL促进ARGs接合转移的机制，而QSIs将抑制ARGs的共轭转移。这些结果为ARG污染控制提供了创造性的见解，包括在饮用水系统的BAC处理过程中阻止QS。

  背景：

  饮用水系统已经广泛检测到抗生素耐药菌(ARB)和抗生素耐药基因(ARGs)，现有的饮用水处理系统在控制抗性基因污染方面的能力有限。因此，ARGs在饮用水中广泛存在并引发了重大的公共卫生问题。此外，ARGs在微生物之间的水平转移可以促进饮用水中耐药性(AMR)的传播。接合转移频繁发生在天然微生物群落和实验室环境中。因此，接合转移在饮用水系统中传播ARGs可能起到特别重要的作用。

  生物活性炭(BAC)处理是一种先进的饮用水处理技术，可以显著去除污染物，以保证出水水质。越来越多的研究表明，生物膜主要产生于BAC表面，BAC与细菌的群体感应(QS)系统密切相关。QS对微生物和生物膜形成具有一定的调节作用。生物膜形成是一个多步骤的过程，涉及粘附、生长、微生物群落的运动和细胞外聚合物物质(EPS)的形成。生物膜被认为是交换ARGs的理想场所，BAC过程可能在增加和传播细菌的抗生素耐药性中起关键作用。

  高丝氨酸内酯(AHL)是水环境中重要的QS信号分子，并在BAC样品的生物膜中检测到。由AHL介导的QS系统控制着对大量细菌定植至关重要的基因，而该过程可以在高细胞密度环境中显著促进，例如生物膜。先前的研究表明，生物膜中的细菌似乎对抗菌治疗表现出更高的耐受性。群体感应抑制剂QSIs可以抑制QS。QSIs的作用不同于杀死或抑制耐药性病原体感染的细菌生长的传统抗生素。相反，QSIs通过干扰细菌群的QS起作用，并有望利于控制抗生素抗性基因的传播。因此，关于QS系统抑制作用的研究提供了一种新的想法，即合成更有效和安全的QSIs可能会降低ARGs的传播和风险。

  结论： QS效应在很大程度上影响了BAC处理中ARGs的增殖。天然QSIs被证明可以抑制AHL产生菌的生物膜、EPSs的形成和接合转移频率。重要的是，这项研究揭示了在暴露于AHL(如C8-HSL)时促进接合转移和在暴露于QSI后抑制接合转移的潜在机制。因此，AHL和产生AHL的细菌可以促进HGT和ARGs的繁殖。定量构效关系可能是控制ARGs在生物膜中转移的有效措施。未来的工作将集中在考虑剂量和添加方法的中试中验证QSIs效果，以实现实际应用。

  参考文献：Zhu L, Chen T, Xu L, et al. Effect and mechanism of quorum sensing on horizontal transfer of multidrug plasmid RP4 in BAC biofilm. Sci Total Environ. 2020; 698: 134236. doi:10.1016/j.scitotenv.2019.134236