抗生素耐药性（Antibiotic Resistance, AR）已成为全球公共卫生的重大威胁，而土壤作为抗生素抗性基因（ARGs）和毒力因子基因（VFGs）的重要储存库，其动态变化对人类健康具有深远影响。近期，凌恩客户朱永官院士团队在《Nature Ecology & Evolution》上发表了一项题为“Climate warming fuels the global antibiotic resistome by altering soil bacterial traits”的研究，该研究首次系统性地探讨了全球变暖对土壤中ARGs和VFGs的影响机制，揭示了气候变暖通过改变细菌群落结构、生活史策略和基因组进化三个维度促进抗生素抗性传播的新机制。
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中文题目：气候变暖通过改变土壤细菌特性加剧全球抗生素耐药性
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样本来源：45份土壤样本(西藏、内蒙古、河北各12份，广东9份)；512份全球森林土壤宏基因组数据和140个已发表的增温实验数据。
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测序方法：宏基因组+宏基因组binning
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研究目的
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探究变暖对土壤生态系统中 ARGs 传播的影响。
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阐明变暖导致 ARGs 变化的潜在机制。
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探究不同环境温度下变暖对 ARGs 的影响并预测未来趋势。
假设：①变暖通过改变微生物相互作用和进化轨迹增加土壤 ARGs；②由于寒冷地区微生物多样性较低且对变暖更敏感，相同幅度的变暖下寒冷地区 ARGs 风险更高。
图1 研究流程
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研究结果
2.1变暖对 ARGs、VFGs 及风险指数的影响
在年均温度低于13.25°C的寒冷地区，增温使ARGs丰度、风险指数和VFGs分别增加14.3%、30.8%和15.1%（P < 0.05）。增温幅度和持续时间与ARGs增加呈正相关，每升温1°C，ARGs平均增加1.9%。
图2 不同增温方式对土壤中ARG污染的影响
2.2细菌群落及生活史策略变化
增温显著减少酸杆菌门等细菌的丰度，但富集了变形菌门和拟杆菌门，这些菌群携带更多ARGs、VFGs和MGEs。
高温条件下，细菌基因组增大，代谢复杂性提高，且与致病性、抗生素抗性相关的基因（如生物膜形成、膜合成）显著上调。
图3 变暖对不同细菌类群及生命史策略的影响
2.3细菌微多样性和基因表达变化
变暖使细菌群落核苷酸多样性降低，但 ARGs 和 VFGs 相关功能基因的核苷酸多样性增加，基因突变增多，正选择下非同义突变比例升高（pN/pS增加26.1%），相关基因上调。
图4 细菌多样性、进化特征的变化
2.4不同温度下的变暖效应及未来预测
寒冷条件下温度升高使细菌 ARGs 丰度增加更显著，如大肠杆菌在寒冷条件下 ARGs 丰度增加 15.9%。机器学习预测显示，到2100年，在高排放情景下，土壤ARGs丰度可能增加23.1%，尤其在依赖化石燃料的地区。
图5 不同温度下培养的细菌中 ARGs 的丰度变化
图6 三种未来气候情景下全球土壤 ARGs 丰度的变化
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研究结论
气候变暖通过改变土壤细菌的生态动态、生理适应和基因组进化，加剧土壤抗生素耐药性，寒冷地区受影响更显著。该研究揭示了全球变暖的又一负面影响，强调需制定同时应对气候变化和抗生素耐药性的可持续政策，未来还需多学科、多尺度研究完善相关认识。
参考文献：
[1]Climate warming fuels the global antibiotic resistome by altering soil bacterial traits.Nature ecology & evolution.2025.