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四川农业大学白林教授团队揭示抗生素耐药菌环境适应性新机制
肉类食品网 http://www.meat360.cn 2026/3/17 9:30:11 关注：44 评论： 我要投稿
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近日，四川农业大学动物科技学院动物生态与环境控制实验室白林教授团队在国际顶级期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区Top期刊，IF=12.2）在线发表了题为"Pyrimidine biosynthesis repression fuels cost and survival of trimethoprim-sulfamethoxazole-resistant E. coli"的研究论文。该研究首次系统阐明了甲氧苄啶/磺胺甲噁唑（TMP/SMZ）耐药大肠杆菌的适应性代价及其在亚抑制浓度抗生素压力下的生存策略，为遏制抗生素耐药性传播提供了重要理论依据。
随着抗生素在医疗、养殖和农业中的广泛使用，细菌耐药性问题日益严峻。TMP/SMZ作为一线抗菌药物，其耐药菌株已在废水、土壤等环境中广泛检出，成为耐药基因传播的重要储库。然而，耐药菌在无抗生素环境中是否因"适应性代价"而被敏感菌竞争淘汰，以及在低浓度抗生素压力下如何生存，一直是科学界关注的焦点。
研究发现：耐药菌的"双面生存策略"
研究团队通过多组学整合分析，揭示了TMP/SMZ耐药大肠杆菌的"条件依赖性适应性"特征：
在无抗生素环境中，耐药菌株表现出明显的适应性代价：生长受抑、生物膜形成能力下降30%、细胞壁增厚47%、碳源利用能力减弱，在竞争共培养中被敏感菌株淘汰（竞争指数W < 1）。其机制在于耐药菌主动下调能量密集型代谢过程（如ATP合成、氧化磷酸化），进入"代谢节俭"模式，同时维持氧化应激防御系统的预激活状态。
在亚抑制浓度TMP/SMZ压力下（0.125/2.375 μg/mL，模拟环境残留水平），耐药菌展现出显著生存优势：约50%的敏感菌裂解死亡，而耐药菌生长增强、竞争指数W>1。这一优势源于三大代谢重编程：（1）嘧啶合成途径受抑，资源转向莽草酸途径和多胺生物合成；（2）中心碳代谢从有氧呼吸转向发酵途径维持ATP供应；（3）谷胱甘肽代谢和NAD(P)H池激活以缓解氧化应激。
研究意义：为环境耐药菌防控提供新思路
该研究创新性地提出了"代谢预适应"概念，指出耐药菌在无抗生素环境中保持的"应激准备状态"是其快速响应低浓度抗生素的关键。这一发现解释了为何即使在严格管控抗生素使用的环境中，耐药菌仍可持续存在并传播。
论文第一作者郝晓霞老师表示："我们的研究表明，环境中残留的亚抑制浓度抗生素不仅不会淘汰耐药菌，反而会为其提供选择优势。这提示我们，控制环境抗生素污染、降低残留浓度阈值，对于阻断耐药性传播至关重要。"该研究得到四川省科技支撑计划（2021ZDZX0012-02）和国家现代农业产业技术体系四川生猪创新团队建设项目（sccxtd-2026–08–06）的资助。论文第一作者为郝晓霞老师，通讯作者为白林教授。动物科技学院动物生态与环境控制实验室长期致力于动物微生态与耐药性防控研究，近年来在环境耐药菌研究，利用敏感菌控制环境耐药性传播等领域取得系列成果。
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.141642来源：四川农业大学官网
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| 文章来源：四川农业大学官网 文章编辑：一米优讯 |
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