摘要：细菌感染，是引发人体、动物疾病的重要原因之一。但是，大家普遍关注在患病的人或动物中发现的单一菌株。实际上，最终引发疾病的菌株，并不一定是原先存在的，可能通过多个不同菌株协同进化产生。

  背景：无论自然环境中还是致病菌感染的机体中，微生物之间的互作研究是一个关注但解析难度大的问题。研究实际致病菌危害问题时候，通常面对的都是致病菌产生危害之后;由于缺乏产出过程，我们对其如何产生并不清晰(如多株菌株感染人体，其中一株进化经进化后引发疾病而受到治疗或研究，此时，其接触多株菌引发进化历史已经难以追踪)。这并不利于我们理解致病菌是如何演变而来。

  在该研究中，作者通过6株已知的铜绿假单胞菌共同感染猪，并在感染后进行致病菌的分离和测序，作者发现，实验用的6株菌中，4株菌在感染3天后就无法检测到。剩余两株菌PAO1和PA14成为引发疾病的优势菌，并产生了RSCVs(Rugose small colony variant)形态，如图1中所示，这一形态的菌通常与临床上疾病预后不良相关。

  图1. 六株菌共同感染猪

  进一步，作者想探究这一形态致病菌产生的原因。通过全基因组测序，作者在PAO1菌株中发现了一段长的DNA序列，是原先PAO1中不存在的序列，且这段序列与已经消失的4株菌中的B23和MSH10可以匹配。意味着这段序列可能来源于这两株菌，并导致了PAO1产生RSCVs的变化，成为主要的致病菌株。进一步分析，这段序列为溶源性噬菌体(prophage)，可以通过在细菌之间转移，影响细菌的基因功能。

  图2. 基因序列比对发现PAO1中存在一段新的DNA序列

  作者对插入的溶源噬菌体序列所在位置进行分析，发现了溶源噬菌体插入可能影响了细菌PAO1的retS基因，因此，作者通过遗传手段，在有溶源噬菌体插入的PAO1中恢复了将retS基因的功能，证明了溶源噬菌体插入导致retS功能受损，是导致PAO1发生RSCVs并成为主要致病菌的原因。

  图3

  最后，作者进一步检测了RSCVs形态致病菌是否比原先细菌具有更强的适应能力，结果发现，转变为RSCVs后，无论在生物膜形态还是游离的浮游态，细菌都变得更加强大。

  图4. RSCVs与野生形态细菌适应能力比较

  该研究揭示了细菌感染发生的一种重要的过程，高危害的细菌并不一定是原先存在的，可能是通过多个细菌共同协作，稀释了大部分个体后，最终产生的一种新形态的细菌。因此，在日常中保持卫生习惯，减少多种细菌接触的机会，对预防致病菌感染具有重要意义。

  参考文献：Marshall CW, Gloag ES, Lim C, Wozniak DJ, Cooper VS. Rampant prophage movement among transient competitors drives rapid adaptation during infection. Sci Adv. 2021;7(29):eabh1489.