铜绿假单胞菌中抗菌药物耐药性与毒力之间的进化权衡

抗生素对细菌施加强烈的选择压力，从而导致抗微生物耐药性的出现与传播。迄今为止，耐药性进化对其他性状的影响，尤其是对作为具有高度医学相关性的关键生活史特征的毒力的影响，仍然知之甚少。现有研究的一个核心局限在于依赖具有复杂进化历史的临床分离株，从而阻碍了对耐药性—毒力关系进行因果推断。此类因果信息对于理解耐药性相关进化权衡的分布至关重要，并且还可能为优化治疗方案提供指导。 本研究旨在以人类病原体铜绿假单胞菌为对象，利用实验进化框架来填补这些知识空白。我们量化了在三种具有不同细胞靶点的抗生素作用下独立进化获得的细菌克隆在耐药性、生活史特征、基于秀丽隐杆线虫感染模型的体内毒力以及全基因组序列方面的变化。我们发现，耐药性—毒力权衡取决于所使用的抗生素，并且还受通向耐药性的潜在进化路径驱动。 对氟喹诺酮类抗生素环丙沙星进化产生的耐药性与毒力呈正相关，这一关系取决于抗生素靶标或外排调控中的遗传改变。相反，对哌拉西林/他唑巴坦这一β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂复方进化产生的耐药性与毒力呈负相关，其前提是耐药突变与包含多个毒力基因的大规模基因组缺失的偶然共同扩散。最后，对氨基糖苷类抗生素链霉素进化产生的耐药性仅导致轻微的毒力变化。 总体而言，这些抗生素特异性的进化轨迹挑战了耐药性—毒力之间存在普遍权衡的假设，并表明抗生素的选择本身会塑造病原体的毒力潜能。

抗生素对细菌施加强烈的选择压力，导致抗微生物耐药性的出现与传播。迄今为止，耐药性进化对其他性状的影响，尤其是对具有高度医学相关性的关键生活史特征——毒力——的影响，仍然知之甚少。现有研究的一个核心局限在于其依赖具有复杂进化历史的临床分离株，从而阻碍了对耐药性—毒力关系作出因果推断。此类因果信息对于我们理解与耐药性相关的进化权衡的分布至关重要，并且还可能为优化治疗设计提供指导。我们的研究旨在利用以人类病原体为对象的实验进化框架来填补这些知识空白。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.08.737271v1?rss=1

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