近日，扬州大学兽医学院王志强教授研究团队在自然指数期刊、微生物生态学旗舰期刊《The ISME Journal》在线发表了题为《Adaptive evolution of plasmid and chromosome contributes to the fitness of a bla_NDM-bearing cointegrate plasmid in Escherichia coli》的研究论文，揭示了介导bla_NDM阳性共整合质粒在大肠杆菌中的适应性进化机制，为防控耐药质粒的传播提供了理论依据。

细菌耐药性是人类面临的全球公共卫生威胁，而质粒介导的耐药基因水平转移是促进耐药性快速发展的关键因素。尽管耐药质粒会给宿主菌施加适应性代价，表现为生长速率降低、竞争能力减弱等负面影响，但是近年来，以共整合质粒为代表的新型多重质粒不断出现，说明这些质粒在经历长期自然选择后能够克服适应性代价。然而，其中的分子机制仍不清楚。王志强教授课题组以碳青霉烯耐药共整合质粒为研究模型，发现该质粒起初能对大肠杆菌C600施加适应性代价，但经过抗生素压力下连续传代后，质粒和染色体的协同进化共同降低了质粒适应性代价。质粒方面，在进化菌中的质粒上观察到一段大小约为16 kb的基因片段丢失，导致质粒对宿主菌的适应性代价降低，但同时该质粒自身的水平转移能力也减弱。进一步研究发现其中抗SOS基因psiB的缺失是导致质粒水平转移能力降低的关键原因，而质粒适应性代价减弱可能归因于分区基因（partition genes）的缺失。另外从染色体方面，该研究发现进化菌中发挥转录调控功能的严格饥饿蛋白编码基因sspA发生了突变，通过基因敲除、转录组学分析、体外转录活性测定、运动性试验和扫描电镜技术共同证明SspA的突变降低了自身转录抑制能力，通过促进细菌鞭毛合成途径降低质粒适应性代价。该研究从质粒和染色体两个角度解析了携带共整合质粒大肠杆菌的适应性进化机制，强调了抗生素压力在耐药质粒进化过程中的驱动作用，有助于揭示以共整合质粒为代表的新型耐药质粒不断扩散的原因，为防控耐药质粒的传播提供了关键靶点。

扬州大学兽医学院王志强教授和李瑞超教授为通讯作者，扬州大学兽医学院2023届博士毕业生、浙江农林大学动物医学院青年教师刘子奕为第一作者，该工作得到了国家自然科学基金、江苏省农业科技自主创新基金、中国博士后科学基金和江苏省高等学校重点学科发展项目的支持。

全文链接：https://academic.oup.com/ismej/advance-article/doi/10.1093/ismejo/wrae037/7619010