土壤是抗生素抗性基因(ARGs)的重要储存库理解其与人类抗生素抗性组的关联至关重要。高风险ARGs是破译这一关系的关键“密码”,但其在全球土壤中的分布和归因仍不明晰。2025年8月浙江大学胡宝兰教授香港大学张彤教授队在nature communications上发表了题目为Global soil antibiotic resistance genes are associated with increasing risk and connectivity to human resistome的研究成果。通过分析3965份宏基因组数据(涵盖土壤、粪便、污水等12种生境)和8388株大肠杆菌分离株基因组,研究发现,土壤ARGs风险随时间推移(2008至2021年)持续上升。研究创新性地提出提出了一种通过序列相似性和系统发育分析评估跨生境ARGs关联的“连通性”指标,发现土壤与临床大肠杆菌基因组(1985-2023年)的遗传重叠度随时间推移增加,表明土壤-人类抗生素抗性组联系日益紧密。4500万对基因组的比较分析表明,跨生境水平基因转移(HGT)是介导这种连通的关键机制。研究进一步整合了涵盖1998至2022年、126个国家临床抗生素抗性数据集,发现土壤ARGs风险、潜在HGT事件与临床抗生素抗性之间呈显著正相关(R²=0.40-0.89, p<0.001)。研究揭示了土壤与人类ARGs的连通机制,并为制定阻断抗生素抗性传播提供了重要科学依据。

图1 全球土壤抗生素抗性组的宏基因组谱系特征及驱动因子解析

nature communications|全球土壤抗生素抗性基因与人类抗生素抗性组的风险关联及传播连通性研究

图2 土壤病原菌的抗生素抗性基因(ARGs)携带特征

图3 8388株大肠杆菌分离株的Rank I级抗生素抗性基因(ARGs)基因拷贝数及多样性特征

图4 土壤Rank I级抗生素抗性基因(ARGs)的来源解析及跨生境传播路径
图5 土壤-多生境同源抗生素抗性基因(ARGs)的基因组匹配对分析
图6 土壤抗性组与人类临床抗生素抗性之间的潜在关联
文章链接:https://www./articles/s41467-025-61606-3