全基因组范围的进化变迁塑造脓肿分枝杆菌中优势流行克隆的出现

脓肿分枝杆菌（Mycobacterium abscessus，Mab）感染日益与优势流行克隆（dominant circulating clones，DCCs）相关，但其形成背后的进化过程仍缺乏深入认识。在本研究中，我们分析了全球收集的11,314个Mab基因组，以探究7个DCC形成过程中全基因组范围内的进化变化。我们建立了一种保守的核心基因组分析框架，将群体范围内的基因保守性分析与基于测序读段的验证相结合，从而最大限度地减少组装产生的变异对后续进化推断的影响。应用该框架分析全球Mab群体后，我们界定了一个由3,001个基因组成的稳定核心基因组，其代表了当前已测序Mab群体中的保守下限。核心基因组分析显示，在DCC扩增之后，相较于突变，重组发生了显著下降，表明其总体上转向由突变主导的克隆性进化。在这一转变过程中，选择压力也发生了变化：29个基因由净化选择转为正选择，这与DCC扩增期间持续适应的现象一致；另有19个基因呈现相反模式，提示克隆建立后其功能受到更强约束。尽管不同DCC获得的附属基因各不相同，但在DCC形成过程中，基因获得始终多于基因丢失，并且在环境感知、代谢、金属稳态和应激反应等功能方面表现出趋同。总体而言，这些发现揭示了独立形成的DCC之间存在一致的进化转变；这种趋同主要体现在进化过程和适应性功能上，而非源于某一个共同的遗传决定因素。

脓肿分枝杆菌（Mycobacterium abscessus，Mab）感染日益与优势流行克隆（dominant circulating clones，DCCs）相关，但其出现背后的进化过程仍缺乏深入理解。在本研究中，我们分析了全球收集的11,314个Mab基因组，以探究7个DCC出现过程中全基因组范围内的进化变化。我们建立了一套保守的核心基因组分析框架，将群体范围内的基因保守性与读段水平验证相结合，从而最大限度地减少组装衍生变异对后续进化推断的影响。应用该框架于全球Mab群体后，我们确定了一个由3,001个基因组成的稳定核心基因组，其代表了当前已测序Mab群体中的保守下限。核心基因组分析显示，在DCC扩增之后，相对于突变而言，重组发生了显著减少，表明其整体进化模式转向以突变主导的克隆性进化。在这一转变过程中，选择压力也发生了变化：29个基因由纯化选择转为正选择，这与DCC扩增期间持续适应的现象一致；而19个基因则表现出相反的模式，提示在克隆建立后其功能约束有所增强。尽管不同DCC获得的附属基因各不相同，但在DCC形成过程中，基因获得始终多于基因丢失，并且在环境感知、代谢、金属稳态和应激反应等功能方面表现出趋同。综上，这些发现揭示了独立出现的DCC之间一致的进化转变，其中的趋同主要发生在进化过程和适应性功能层面，而非源于某一个共同的遗传决定因素。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.03.749045v1?rss=1

🏷️ 脓肿分枝杆菌 优势流行克隆 全基因组进化 核心基因组 重组与突变 趋同进化