抗菌素耐药性如何从肠道细菌传播至医院超级细菌
新加坡国立大学医学院研究团队近日揭示了一类高风险遗传载体如何在肠道内高效传播抗生素耐药性，使高致病性细菌在真实环境下获得药物抵抗能力。这项发表于《自然通讯》的研究阐明了"超级细菌"——即兼具高毒力与耐药性的细菌——的形成与存续机制，尤其对医疗环境中的感染防控具有重大意义。
抗菌素耐药性（AMR）正成为日益严峻的全球健康威胁，导致患者死亡率上升、住院时间延长及医疗成本增加。特别值得关注的是，亚洲地区频发高毒力细菌获得最后一道防线抗生素耐药性的案例，引发难以治疗且致死率更高的复合型感染。
在新加坡国立大学医学院生物化学系教授颜云欢（Gan Yunn Hwen）的领导下，研究团队通过模拟人体肠道环境的实验室模型，探究了肠道作为耐药基因主要储存库的传播机制。研究聚焦于质粒——作为AMR传播载体的可移动DNA分子——在常见肠道细菌大肠杆菌（Escherichia coli）与高毒力肺炎克雷伯菌（hvKp）之间的转移过程。hvKp是全球范围内引发严重感染的病原体。
团队发现，PTU-P2型质粒特别适应肠道缺氧环境，在模拟肠道条件下转移耐药基因的效率远超同类质粒。这解释了为何此类质粒在全球人类临床菌株中更为普遍。关键突破在于：当这些质粒进入新宿主细菌后，即使原始供体细菌消失，耐药性仍能在肠道微生物群落中持续扩散并放大。
"我们的研究证明，同类耐药质粒的行为存在显著差异，"颜云欢教授指出，"某些质粒已进化出适应哺乳动物肠道的特性，能在此环境中静默而高效地传播耐药性。这些肠道适应型质粒是难以治疗感染的潜在重大风险。"
hvKp素以厚实黏稠的荚膜著称，学界长期认为其构成基因交换的物理屏障。但本研究揭示，该荚膜在肠道缺氧环境中的保护作用远低于预期——在类似肠道的低氧条件下，荚膜黏稠度显著降低，使耐药质粒更易转移，这与富氧实验室环境下的结果形成鲜明对比。
"在实验室中，hvKp通常表现出较强的质粒转移抵抗性，"论文第一作者、传染病转化研究项目研究员黄明林（Melvin Yong）解释道，"但在肠道低氧环境中，这种屏障作用被削弱，细菌间遗传物质传递变得更为容易。这解释了为何全球医院中高毒力菌株获得抗生素耐药性的现象日益普遍。"
研究还证实，"二次传播"——即已获得质粒的细菌继续向其他菌种传递——在肠道耐药性持续扩散中起主导作用。这意味着即使短暂或罕见接触耐药细菌，也可能引发长期的AMR传播链。
通过结合实验研究与全球数百万细菌基因组的大规模分析，团队证实PTU-P2质粒在人类相关细菌中的丰度远超环境菌株。这表明当前仅聚焦耐药基因的AMR监测体系，可能在高风险质粒骨架广泛传播前无法及时预警。研究强调必须在生物学相关环境中研究AMR，并警示不可仅依赖实验室数据预测现实风险。
基于此项成果，研究人员正致力于开发阻断肠道质粒传播的策略，并提升临床环境中高风险AMR载体的早期检出能力。新加坡国立大学医学院新成立的"抗菌素耐药微生物组研究与创新中心"（CAMBRI）将聚焦健康及抗生素干扰状态下复杂肠道微生物组对AMR传播的影响机制。
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