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为探究 AMR 细菌在个体内的功能作用及持续性，研究人员对经抗生素处理个体的肠道微生物组进行菌株分辨率深度分析，发现 EARB 和 SARB 两类耐药菌，前者具更广耐药性，可显著影响微生物组组成，为控制 AMR 细菌传播提供新方向。
抗生素滥用正成为现代医学面临的严峻挑战。近年来，随着抗生素在医疗和食品生产中的过度使用，抗生素耐药菌（AMR bacteria）如雨后春笋般涌现，尤其是在新冠疫情期间，抗生素的大量使用加速了多重耐药菌的进化，这些 “超级细菌” 不仅威胁着个体健康，还通过肠道微生物组等途径在人群中传播耐药基因（AMR genes），形成庞大的耐药基因库（resistome）。然而，目前科学界对于 AMR 细菌在个体内的功能角色及其对微生物群落的长期影响知之甚少 —— 它们如何在抗生素处理后存活？又如何重塑肠道微生物组的结构？这些问题成为破解耐药菌传播机制的关键缺口。
为填补这一空白，韩国光州科学技术院（Gwangju Institute of Science and Technology）的研究团队开展了一项具有突破性的研究。他们聚焦于抗生素处理后个体肠道微生物组的动态变化，通过高分辨率的宏基因组学分析，揭示了一类具有特殊耐药特性的细菌群体在微生物群落重构中的核心作用。这项成果发表在《npj Biofilms and Microbiomes》上，为理解 AMR 细菌的传播机制和制定针对性防控策略提供了全新视角。
研究人员采用了一系列先进的技术手段：首先从 12 名健康成年人中收集了抗生素处理前后（包括停药后 8 天、42 天和 180 天）的 57 份粪便宏基因组样本，利用 metaWRAP 流程结合 MEGAHIT 组装、MetaBat2 等多种分箱工具，构建了 2585 个高质量宏基因组组装基因组（MAGs），并通过 CheckM 软件进行质量控制（完整性 > 70%，污染率 <5%）。随后，使用 Resistance Gene Identifier（RGI）软件结合 CARD 数据库，对 MAGs 中的耐药基因进行注释，根据 AMR 基因数量将细菌分为广泛获得性耐药菌（EARB，AMR 基因数> 17）、偶发性获得性耐药菌（SARB，AMR 基因数 < 17）和非携带者。此外，研究还纳入了复发性尿路感染（RUTI）患者分离株、肝硬化患者和早产儿的宏基因组数据作为独立验证队列，确保结果的普适性。
研究结果
1. EARB 与 SARB 的耐药谱差异及分类特征
通过耐药组分析发现，EARB 携带更广泛的耐药基因，覆盖碳青霉烯、氨基糖苷等多种抗生素类别，而 SARB 主要富集氟喹诺酮和四环素耐药基因。分类学上，EARB 几乎全部属于变形菌门（Proteobacteria）的肠杆菌科（Enterobacteriaceae），如大肠杆菌（Escherichia coli）、克雷伯菌（Klebsiella）等条件致病菌；SARB 则主要分布于拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes），非耐药菌多为厚壁菌门成员。这表明不同菌门对抗生素耐药基因的获取存在显著偏好性。
2. EARB 对微生物群落结构的功能性主导作用
研究人员开发了 “社区功能评分”（community power score）来评估细菌在群落中的功能重要性。结果显示，EARB 的社区功能评分显著高于 SARB 和非耐药菌，表明其在抗生素处理后的群落中占据功能核心地位。KEGG 通路分析发现，EARB 富集氨基酸代谢、异生物质（如芳香族化合物）还原代谢及抗生素类似物生物合成途径，这些功能可能帮助其在抗生素压力下通过降解药物或产生抑菌物质获得竞争优势。此外，EARB 与促炎菌（如韦荣球菌属 Veillonellaceae）共富集，而与共生菌（如拟杆菌属 Bacteroides）负相关，提示其可能通过调节菌群互作加剧肠道微生态失调。
3. EARB 的菌株异质性与内源性传播
通过平均核苷酸同源性（ANI）分析和单核苷酸多态性（SNP）追踪发现，同一宿主内的 EARB 菌株存在显著遗传多样性。例如，宿主 5 在抗生素处理后出现两种大肠杆菌菌株的竞争性共存，其中优势菌株在停药后逐渐占据主导，且该菌株的 SNP 特征与基线期的 Minor 菌株高度吻合，证实 EARB 多为宿主内源性携带，而非外源定植。这种 “菌株扫荡”（strain sweep）现象表明，抗生素压力可驱动宿主内原有耐药菌株的适应性进化。
4. EARB 在不同人群中的普遍性验证
在 RUTI 患者的大肠杆菌分离株（556 株）、肝硬化患者（592 例）和早产儿（399 例）的宏基因组数据中，均检测到 EARB 的高频存在。其中，早产儿肠道中 EARB 的检出率高达 75.9%，可能与其肠道菌群简单、定植抗性低有关；肝硬化患者粪便中 EARB 丰度显著高于口腔样本，提示肠道微环境更易受抗生素影响。跨队列的 ANI 分析显示，部分 EARB 菌株在不同人群中共享（ANI≥99.5%），暗示其可能存在跨地域传播潜力。
研究结论与意义
本研究首次在菌株分辨率水平上揭示了抗生素处理后肠道微生物组中 EARB 的动态特征及其对群落结构的重塑作用。研究发现，EARB 通过携带广泛耐药基因、富集代谢适应性功能及驱动菌群互作网络重构，成为抗生素压力下的 “关键驱动者”。其内源性传播特性和跨人群普遍性提示，控制 EARB 的定植与增殖可能是阻断耐药基因传播的核心环节。此外，研究建立的社区功能评分体系为解析微生物群落的功能架构提供了新工具，而 EARB 相关的代谢通路（如异生物质降解、细菌素合成）或可成为干预耐药菌的潜在靶点。
这项工作不仅深化了对抗生素耐药性传播机制的理解，也为临床抗生素管理和耐药菌防控策略提供了重要依据 —— 未来的治疗方案需充分考虑 EARB 的生态角色，通过精准靶向耐药菌株或调节肠道微生态，遏制耐药性的扩散。随着全球耐药性危机的加剧，此类研究为开发新型抗菌策略、保护人类微生物组健康开辟了充满希望的新方向。
