质粒和宿主编码的不同机制驱动大肠杆菌中由小质粒拷贝数介导的异质耐药性

抗生素异质性耐药是指在原本总体上对抗生素敏感的细菌群体中存在罕见的耐药亚群，这一现象构成了重大的临床挑战。理解其遗传机制对于早期检测和提高治疗效果至关重要。在本研究中，我们利用一株携带 12 kb ColE1 型质粒（p12）的临床血流感染大肠杆菌分离株，考察小质粒对异质性耐药的贡献。我们表明，该质粒可通过质粒拷贝数的大幅增加驱动短暂性的 β-内酰胺类抗生素异质性耐药。两种不同的遗传机制促成了这种扩增：其一是质粒 RNAI/RNAII 中导致复制调控失调的突变；其二是染色体 recD 突变，该突变诱导质粒多聚化并使其复制方式转向滚环复制。值得注意的是，这种由 recD 介导的扩增仅限于小型 ColE1 和 F− 质粒。本研究强调了小质粒在耐药性进化中的关键作用，表明即使不涉及传统的大型耐药质粒，它们也能够通过替代性的遗传途径引发这一表型。

抗生素异质性耐药是指在原本总体上对抗生素敏感的细菌群体中，存在一个罕见的耐药亚群体，这一现象构成了重大的临床挑战。理解其遗传机制对于早期检测和提高治疗效果至关重要。在本研究中，我们利用一株携带 12 kb ColE1 型质粒（p12）的临床血流感染大肠杆菌分离株，考察小质粒对异质性耐药的作用。我们表明，该质粒可通过质粒拷贝数的大幅增加，驱动瞬时性 β-内酰胺类抗生素异质性耐药。两种不同的遗传机制驱动了这种扩增：其一为质粒 RNAI/RNAII 中使复制调控失调的突变，其二为染色体 recD 突变，该突变可诱导质粒多聚化并促使复制方式向滚环复制转变。值得注意的是，这种由 recD 介导的扩增仅限于小型 ColE1 质粒和 F⁻ 质粒。本研究强调了小质粒在耐药性进化中的关键作用，表明它们无需传统大型耐药质粒参与，即可通过替代性的遗传途径导致这一表型。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.19.745753v1?rss=1

🏷️ 大肠杆菌 质粒拷贝数 异质性耐药 β-内酰胺耐药 ColE1质粒 recD突变