种群瓶颈塑造了格里蒙特克雷伯菌对哌拉西林-他唑巴坦耐药性的实验室进化，并揭示了患者体内共享的进化轨迹

基于实验室的实验进化被广泛用于研究抗微生物药物耐药性（AMR）如何产生，并识别与耐药相关的权衡关系，以为治疗策略提供参考。然而，目前对于体外AMR进化在多大程度上能够反映人体宿主内耐药进化的复杂性，仍然了解有限；在宿主体内，选择压力及因此产生的进化路径具有更高的可变性。在本研究中，我们考察了群体瓶颈大小和生长环境对格里蒙特克雷伯菌（Klebsiella grimontii）哌拉西林-他唑巴坦（TZP）耐药性进化的影响，并将其与复发性血流感染过程中观察到的耐药进化进行了比较。来自同一患者、在四个月内培养获得的3株克隆性K. grimontii分离株，包括1株对TZP敏感的祖先株和1株在患者体内进化形成的TZP耐药分离株。研究者在TZP选择压力下对该敏感祖先株进行进化实验，分别采用较小的0.1%瓶颈或较大的5%瓶颈；同时，在第二种环境——补充5%羊血的LB培养基中，采用0.1%瓶颈进行进化。随后对进化所得分离株的TZP敏感性、β-内酰胺酶活性、适应度及基因组变化进行了评估。在患者体内进化形成的分离株中，研究者鉴定出位于染色体β-内酰胺酶基因blaOXY-6-4启动子区域的一个单核苷酸多态性（SNP）；该突变也在两种环境下所有0.1%瓶颈谱系中被重复观察到。相比之下，较大的5%瓶颈谱系表现出更大的表型变异和遗传多样性，包括多个blaOXY-6-4启动子变体以及不同的TZP最低抑菌浓度（MIC）。这些发现表明，实验室进化能够重现患者体内耐药形成的关键机制，但瓶颈大小会显著塑造体外观察到的耐药表型和突变图谱。

基于实验室的实验进化被广泛用于研究抗菌药物耐药性（AMR）如何产生，并识别可为治疗策略提供参考的耐药相关权衡。然而，目前对于体外AMR进化在多大程度上反映人体宿主体内耐药进化的复杂性仍缺乏充分认识；在人体宿主体内，选择压力因而进化路径更加多变。在本研究中，我们考察了种群瓶颈大小和生长环境对格里蒙特克雷伯菌（Klebsiella grimontii）哌拉西林-他唑巴坦（TZP）耐药性进化的影响，并将其与复发性血流感染过程中观察到的耐药进化进行了比较。来自同一患者、在四个月内培养获得的3株克隆性K. grimontii分离株中，包括1株对TZP敏感的祖先株和1株在患者体内进化形成的TZP耐药分离株。该敏感祖先株在TZP选择压力下进行进化，分别采用较小的0.1%瓶颈或较大的5%瓶颈；同时，在第二种环境——补充5%羊血的LB培养基中——采用0.1%瓶颈进行进化。对进化分离株评估了其TZP敏感性、β-内酰胺酶活性、适合度及基因组变化。在患者体内进化形成的分离株中，鉴定到位于染色体上的β-内酰胺酶基因blaOXY-6-4启动子区域的一个单核苷酸多态性（SNP）；该突变也在两种环境下所有0.1%瓶颈谱系中被重复观察到。相比之下，较大的5%瓶颈谱系表现出更大的表型变异和遗传多样性，包括多个blaOXY-6-4启动子变体以及可变的TZP最低抑菌浓度（MIC）。这些发现表明，实验室进化能够再现患者体内耐药机制的关键特征，但瓶颈大小会强烈塑造体外所观察到的耐药表型和突变图谱。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.15.732307v1?rss=1

🏷️ 抗生素耐药 实验进化 种群瓶颈 肺炎克雷伯菌属 β-内酰胺酶 平行进化