抗菌素耐药性在肠道及肠道外的脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）菌株中普遍存在

《Infection and Immunity》：Antimicrobial resistance is widespread among intestinal and extra-intestinal Bacteroides fragilis strains

肠道与肠外脆弱拟杆菌抗生素耐药性比较及基因分布分析，发现两者耐药表型及基因组成无显著差异，揭示肠道菌群可能作为耐药基因蓄水池，长期抗生素使用推动耐药基因积累，并通过微生物全基因组关联分析鉴定新型耐药相关基因及调控元件。

　　Bacteroides fragilis 是人类肠道微生物群中的重要成员，它在维持免疫调节、肠道屏障功能以及抵抗其他病原体的定植方面发挥着关键作用。尽管它作为共生菌具有许多有益的功能，但 B. fragilis 也是临床感染中最常分离出的厌氧菌之一，与腹腔脓肿、血流感染以及软组织感染密切相关。随着抗生素的广泛应用，抗微生物耐药性（AMR）问题日益突出，成为 B. fragilis 从共生菌转变为机会性病原体的重要因素。然而，关于耐药性与感染部位之间的关系仍然不够明确。本研究通过比较肠道与非肠道分离的 B. fragilis 菌株的耐药表型和基因型，评估临床菌株是否富含耐药性基因。研究结果令人意外，发现肠道和非肠道菌株在耐药性表型和基因组成上具有相似性。这表明肠道菌株可能是临床相关耐药性基因的重要储存库，这些基因在特定选择压力下可能被激活并传播到其他微生物中。

研究团队分析了从 1970 年代到 2020 年代共 393 个 B. fragilis 分型 I 和 II 菌株的耐药基因分布情况。结果显示，随着时间的推移，耐药基因的出现频率逐渐增加，尤其是在 1990 年代至 2000 年代之间。这一趋势与抗生素的广泛使用密切相关，尤其是在医疗环境中。值得注意的是，尽管某些耐药性基因如 aadE、aadS、mefEn2、mefA、lnuAN2 和 nimE 在肠道和非肠道菌株中均有出现，但它们的分布并未显示出明显的差异。此外，β-内酰胺酶活性在约 70% 的菌株中被检测到，不论其来源是肠道还是非肠道。这一结果进一步表明，B. fragilis 菌株在耐药性方面具有广泛的适应性，这可能与其在不同宿主环境中所面临的抗生素压力有关。

为了更深入地了解耐药性基因的分布与菌株来源之间的关系，研究团队进行了基于核心基因组的系统聚类分析。结果显示，肠道和非肠道菌株并未形成明显的进化分支，而是表现出相似的耐药基因组成。这一发现与 MIC（最小抑菌浓度）数据一致，说明肠道菌株和非肠道菌株在对抗多种抗生素的耐受性方面具有相似性。此外，研究还发现，一些耐药性基因如 tetQ、ermF 和 aadS 在肠道和非肠道菌株中均被检测到，且其分布比例相近。这些基因的普遍存在表明，B. fragilis 菌株可能在不同宿主环境中都具备一定的耐药能力，而不仅仅是临床感染的病原体。

通过微生物全基因组关联分析（mGWAS），研究团队进一步揭示了与耐药性表型相关的基因和遗传元件。分析结果显示，不仅已知的耐药基因如 tetQ、ermF 和 aadS 被识别出来，还发现了一些新的关联，包括共轭转座子（如 CTn341）、多药外排转运蛋白、调控基因以及功能未知的基因区域（DUF）。这些新发现的基因和元件可能在 B. fragilis 的耐药机制中发挥重要作用。例如，CTn341 被发现与四环素耐药性存在正相关，而某些外排转运蛋白和调控基因则与氯霉素、亚胺培南、哌拉西林-他唑巴坦以及多粘菌素 B 的耐药性相关。此外，研究还发现了与外膜孔蛋白（Omp）家族相关的基因突变，这些突变可能影响细菌对多种抗生素的渗透性，从而增强其耐药性。这些发现表明，B. fragilis 可能通过多种机制来应对抗生素的选择压力，包括外膜结构的改变、共轭转座子的传播以及多药外排系统的激活。

研究还揭示了 B. fragilis 在不同宿主环境中的适应性。尽管肠道菌株通常被认为是共生菌，但它们同样可能携带与耐药性相关的基因，这些基因在非肠道环境中可能被激活，导致其成为机会性病原体。这种耐药性的存在并不局限于临床感染，而是可能在肠道菌株中广泛存在，并在特定条件下传播到其他微生物中。这一现象对临床治疗具有重要影响，因为耐药性基因的传播可能导致更复杂的感染治疗方案。此外，研究还发现，某些耐药性基因可能与特定的调控系统相关，例如 AraC 样的转录因子和双组分信号传导模块。这些调控系统可能在细菌应对抗生素压力时发挥关键作用，帮助其调节耐药性基因的表达。

研究结果还强调了肠道微生物群在耐药性传播中的潜在作用。B. fragilis 菌株作为肠道共生菌，可能在没有明显临床症状的情况下携带耐药性基因，这些基因在宿主受到抗生素治疗或免疫系统受损时可能被激活。因此，对抗微生物耐药性的防控策略不仅应关注临床感染的病原体，还应包括对肠道微生物群的监测。肠道菌株可能成为耐药性基因的重要储存库，并在特定条件下将这些基因传播到其他细菌中，从而影响整个微生物群的耐药性格局。

此外，研究还揭示了 B. fragilis 在不同抗生素类别中的耐药性表现。例如，针对四环素的耐药性与某些调控基因（如 zraR）和外膜孔蛋白家族的基因突变相关，而针对多粘菌素 B 的耐药性则与共轭转座子和多药外排系统有关。这些发现表明，B. fragilis 的耐药性可能涉及多个不同的遗传机制，而不仅仅是单一的基因突变或酶活性。因此，对抗微生物耐药性的研究需要从多个角度进行，包括基因组分析、功能研究以及生态学视角。

研究团队还分析了 B. fragilis 菌株在不同时间点的耐药性变化。结果显示，耐药性基因的出现频率在 21 世纪初显著增加，这可能与抗生素的广泛使用和医疗环境中耐药性选择压力的增加有关。然而，由于早期菌株样本数量较少，这一趋势的准确性仍需进一步验证。此外，研究还发现，肠道菌株的耐药性可能受到宿主免疫状态和肠道环境的影响，而这些因素在非肠道环境中可能被改变，从而导致耐药性的差异。

总的来说，这项研究揭示了 B. fragilis 在肠道和非肠道环境中的耐药性特征，并强调了肠道共生菌在耐药性传播中的重要性。研究结果表明，肠道菌株不仅可能携带耐药性基因，还可能在特定条件下将这些基因传播到其他微生物中，从而影响整个微生物群的耐药性格局。因此，对抗微生物耐药性的防控策略需要扩展到包括肠道微生物群的监测，以防止耐药性基因在宿主之间传播。此外，对新型耐药性基因和遗传元件的进一步研究将有助于揭示 B. fragilis 的耐药机制，并为未来的临床治疗提供新的思路和方法。