气候变化驱动中国沙门氏菌耐药性演变：多时间尺度生态学研究揭示南北差异新机制

本综述通过多时间尺度生态学分析，揭示气候变化（温度波动、湿度与降水）对中国沙门氏菌抗生素耐药性（AMR）的差异化影响：北方温度升高使耐药基因（ARGs）减少0.9倍，南方却增加1.08倍。研究强调气候波动比年均温度对AMR风险的影响更显著，为全球健康策略和耐药性监测提供关键科学依据。

　　

Highlight

气候变化与抗生素耐药性（AMR）是两大全球性挑战，但它们的交互作用尚不明确。本研究以重要AMR病原体沙门氏菌为核心，在多时间尺度上探究中国区域气候变化与AMR风险的关系，并控制社会人口与经济因素。南北区域的最优拟合时间尺度均为五年。研究发现，温度每升高1°C，北方抗生素耐药基因（ARGs）流行率降低0.9倍（95%置信区间CI: 0.84–0.96），而南方相同升温导致ARGs流行率上升1.08倍（95% CI: 1.05–1.11）。环境温度波动对沙门氏菌AMR风险的影响强于年均温度，温度、湿度和降水在适宜范围内的波动是影响AMR的关键决定因素。

Sample sources

为保障基因组分析的完整性与精确性，本研究从CLSGDB v2（数据采集于2024年1月30日）收集所有可用完整沙门氏菌基因组。CLSGDB v2提供开放数据库，访问地址为https://nmdc.cn/clsgdbv2。为探究气候因素与AMR的关联，并兼顾医疗系统和经济因素，我们收集了月度温度、降雨和湿度数据。

Results

我们整合了5,373个沙门氏菌菌株的完整基因组数据集以分析其ARG谱。这些分离株涵盖不同区域和时期，包括2,364株人源、1,259株鸡源和798株猪源菌株。地理分布上，4,266株来自南方，844株来自北方。图2a显示2000–2021年各省ARGs流行率。ARG数量与菌株分离年份呈显著正相关。

Discussion

细菌暴露于环境压力（同步或序列式）可能导致其生命周期内发生渐进变化。抗生素耐药性的发展可能需要多代演化，因为敏感菌株被耐药菌株优势取代是缓慢的长期过程。这些动态凸显了探究气候与AMR跨时间尺度关联的重要性。

Conclusions

气候因素对ARGs流行率的影响是逐步适应过程。多时间尺度探索气候对AMR的影响有助于优化全球健康策略与监测体系。控制变量变异后，五年时间尺度被确定为研究环境对沙门氏菌ARGs流行率影响的最适尺度。温度、湿度和降水在适宜范围内的波动是调控AMR的关键因素。