研究揭示铜绿假单胞菌的快速进化和全球传播

一项新的研究发现，铜绿假单胞菌是一种环境细菌，可以引起毁灭性的耐多药感染，尤其是在有潜在肺部疾病的人身上。在过去200年里，它迅速进化，然后在全球传播，这可能是由人类行为的变化驱动的

铜绿假单胞菌每年导致全球50多万人死亡，其中30多万人与抗微生物耐药性（AMR）有关。患有慢性阻塞性肺病（吸烟相关的肺损伤）、囊性纤维化（CF）和非CF支气管扩张症的人尤其容易受到感染

铜绿假单胞菌是如何从一种环境生物进化为一种特殊的人类病原体的，这在以前是未知的。为了对此进行调查，剑桥大学科学家领导的一个国际团队检查了从世界各地受感染的个人、动物和环境中提取的近10000个样本的DNA数据

通过绘制数据，该团队能够创建系统发育树——“家谱”——显示样本中的细菌是如何相互关联的。值得注意的是，他们发现，近十分之七的感染是由21个基因克隆引起的，即在过去200年中迅速进化（通过从邻近细菌中获得新基因）并在全球传播的家谱“分支”

这种传播很可能是由于人们开始生活在人口稠密的地区，那里的空气污染使我们的肺部更容易感染，感染传播的机会也更多

这些流行病克隆对感染特定类型的患者有内在的偏好，其中一些有利于CF患者和其他非CF个体。事实证明，这种细菌可以利用CF患者先前未知的免疫缺陷，使他们能够在巨噬细胞中生存。巨噬细胞是“吃掉”入侵生物体的细胞，将其分解并防止感染传播。但是，CF患者免疫系统中一个以前未知的缺陷意味着，一旦巨噬细胞吞噬铜绿假单胞菌，它就无法清除它。

感染肺部后，这些细菌会以不同的方式进化，变得更适合特定的肺部环境。结果是，某些克隆可以在CF患者体内传播，而其他克隆可以在非CF患者体内传递，但几乎永远不会在CF和非CF患者组之间传播

剑桥大学和皇家帕普沃斯医院NHS基金会信托基金会英国囊性纤维化创新中心主任Andres Floto教授是这项研究的高级作者，他说：“我们对假单胞菌的研究教会了我们关于囊性纤维化生物学的新知识，并揭示了我们在这种情况下以及潜在的其他情况下提高抵抗入侵细菌免疫力的重要方法。

”从临床角度来看，这项研究揭示了有关假单胞杆菌的重要信息。人们一直关注这种感染在CF患者之间传播的容易程度，但我们已经证明，它在其他患者之间也会以令人担忧的容易程度传播。这对医院的感染控制有着非常重要的影响，在医院里，感染者与可能非常脆弱的人在开放式病房里并不罕见

“我们在皇家帕普沃斯医院非常幸运，我们在那里有单间，并开发和评估了一种新的空气处理系统，以减少空气中的细菌数量，保护所有患者。”

剑桥大学Victor Phillip Dahdaleh心肺研究所的Aaron Weimann博士是这项研究的第一作者，他说：“很高兴看到这些细菌进化和流行的速度，以及它们如何专门针对特定的肺部环境。我们真的需要对所有有风险的患者群体进行系统、积极的筛查，以检测并有望防止更多流行病克隆的出现。”