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铜绿假单胞菌能够迅速演化出对多种抗生素的耐药性，使慢性感染的治疗更加复杂。尽管其耐药机制已有较为充分的阐述，但宿主相关环境条件对耐药性演化的影响仍不明确。在本研究中，我们考察了营养组成、pH 和氧气可利用性如何影响铜绿假单胞菌对哌拉西林、妥布霉素和环丙沙星的耐药性演化。我们在不同的合成培养基中对铜绿假单胞菌进行演化实验，这些培养基模拟了不同的感染生态位，并设置了不同的 pH 和氧气可利用性条件。此外，我们还进行了全基因组测序，以鉴定适应性突变策略。研究结果表明，环境背景会深刻影响耐药性演化的速率及其机制。营养丰富的条件和有氧代谢有利于典型耐药突变的出现；而营养受限或厌氧环境则促进涉及外排调控、代谢重塑和生物膜相关性状的适应性变化。pH 和氧气可利用性构成选择压力，调节可被利用的演化途径，并影响耐药表型的稳定性。此外，在实验室演化菌株中出现的突变，也在大量临床铜绿假单胞菌基因组中持续存在，这证实宿主组织中的氧梯度会在体内驱动平行的演化途径。这些结果强调，耐药性演化并非千篇一律，而是高度依赖于代谢和氧化还原环境。了解感染特异性条件如何塑造演化轨迹，有助于认识多重耐药性的形成，并揭示潜在的治疗干预途径。
环境介导的代谢约束塑造铜绿假单胞菌的抗菌药物耐药性进化 | bioRxiv
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环境介导的代谢约束塑造铜绿假单胞菌的抗菌药物耐药性进化
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Joseph Ficarrotta，
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Jason A. Papin，
Glynis L. Kolling
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.19.760112
Joseph Ficarrotta
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papin{at}virginia.edu
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铜绿假单胞菌会迅速进化出对多种抗生素的耐药性，使慢性感染的治疗更加复杂。尽管其耐药机制已有充分研究，但与宿主相关的环境条件如何影响耐药性进化仍不清楚。本研究考察了营养组成、pH 和氧气可利用性如何影响对哌拉西林、妥布霉素和环丙沙星的耐药性进化。我们在不同合成培养基中对铜绿假单胞菌进行进化实验，这些培养基模拟了不同的感染生态位，同时还考察了 pH 和氧气可利用性的变化。我们还进行了全基因组测序，以识别适应性突变策略。研究结果表明，环境背景会深刻影响……的进化速率和机制。
耐药性演化。营养丰富的环境和有氧代谢有利于经典耐药突变的产生，而营养受限或厌氧环境则促进涉及外排调控、代谢重塑及生物膜相关性状的适应。pH 和氧气可利用性构成选择压力，既调节可行的进化途径，也影响耐药表型的稳定性。此外，在实验室进化分离株中出现的突变，也在大量临床铜绿假单胞菌基因组中持续保留，这证实了宿主组织中的氧梯度会在体内驱动平行的进化途径。这些结果表明，耐药性演化并非一成不变，而是高度依赖代谢与氧化还原环境。了解感染特异性条件如何塑造进化轨迹，有助于深入认识多重耐药性的产生，并揭示潜在的治疗干预方向。
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本预印本的版权持有人为作者／资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示本预印本的许可。
本预印本依据 CC-BY 4.0 国际许可协议开放。
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发布于 2026 年 10 月 21 日。
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环境介导的代谢约束塑造铜绿假单胞菌的抗菌药物耐药性演化
Joseph Ficarrotta、Jason A. Papin、Glynis L. Kolling
bioRxiv
2026.10.19.760112
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.19.760112
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环境介导的代谢约束塑造铜绿假单胞菌的抗菌药物耐药性演化
Joseph Ficarrotta、Jason A. Papin、Glynis L. Kolling
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2026.10.19.760112
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关键词：铜绿假单胞菌 · 抗菌药物耐药 · 耐药性进化 · 代谢限制 · 宿主微环境
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.19.760112v1?rss=1