头孢他啶-阿维巴坦使用诱导铜绿假单胞菌多药耐药并阻碍基于附带敏感性的治疗策略设计

　　本研究针对临床棘手的铜绿假单胞菌耐药问题，通过15株临床分离株的适应性实验室进化实验，首次系统评估了β-内酰胺酶抑制剂阿维巴坦对耐药进化的影响。研究发现该组合用药虽能降低头孢他啶耐药水平，但会显著增加环丙沙星交叉耐药（p<0.001），且无法产生可被临床利用的附带敏感性（CS）模式，更会阻碍已报道的环丙沙星-妥布霉素联合治疗方案。该成果为限制阿维巴坦的临床使用范围提供了重要进化生物学依据，发表于《Nature Communications》。

　　

抗生素耐药危机日益严峻，铜绿假单胞菌作为"ESKAPE"病原体之一，其多药耐药（MDR）和广泛耐药（XDR）表型对临床治疗构成重大挑战。头孢他啶-阿维巴坦（CZA）作为针对产AmpCβ-内酰胺酶菌株的最后防线药物，其使用可能改变细菌进化轨迹并影响基于进化博弈的治疗策略设计。然而，该组合用药是否会阻碍利用附带敏感性（CS）的进化治疗策略，此前尚未有系统研究。

来自国内科研机构的研究团队在《Nature Communications》发表重要成果，通过适应性实验室进化（ALE）实验揭示了CZA治疗的潜在进化风险。研究选取15株不同序列型（STs）的临床分离株，涵盖10种ST类型（包括6株ST253克隆），这些菌株具有不同的抗生素敏感性谱和突变耐药组。通过3天短期进化实验（每种处理4个生物学重复），结合全基因组测序和表型分析，系统评估了CZA对耐药进化和CS模式的影响。

关键技术方法包括：1）对15株临床分离株进行头孢他啶（CAZ）和CZA的适应性实验室进化；2）使用E-test法测定对7种抗生素的MIC值（设定2倍变化为生物学显著阈值）；3）全基因组测序分析进化种群突变谱（覆盖度>150×）；4）验证环丙沙星-妥布霉素联合治疗方案对耐药株的清除效率。

研究首先发现，CZA虽能降低头孢他啶高耐药水平（仅21/60种群突破临床折点vs CAZ组的43/60，p<0.001），但显著增加环丙沙星交叉耐药（23/60 vs CAZ组9/60）。全基因组分析揭示，CAZ主要选择ampC调控基因（dacB、ampR等）突变导致AmpC过表达，而CZA偏好选择外排泵调控基因（mexR、nalC等）突变，促进MexAB-OprM过表达（p<0.001）。这种机制差异解释了交叉耐药现象：MexAB过表达株同时获得环丙沙星耐药性。

在附带敏感性方面，CAZ进化株中37%出现磷霉素CS，而CZA组仅20%出现妥布霉素CS，且无跨菌株保守模式。特别值得注意的是，CZA耐药株对已报道的环丙沙星-妥布霉素联合治疗方案表现出显著逃逸（仅30%种群被清除vs CAZ耐药株100%，p<0.001），其中mexR突变株全部存活。这表明CZA使用可能关闭其他治疗窗口。

该研究首次从进化治疗角度评估了最后防线抗生素的临床应用风险，证明CZA会通过选择特定耐药机制（如MexAB过表达）破坏CS网络。这些发现为精准抗生素管理提供了重要依据：在必须使用CZA时，应结合菌株基因型评估，避免阻断后续治疗选择。研究也提示，针对铜绿假单胞菌的进化治疗策略需要建立在更全面的临床株进化分析基础上，单一模型菌株的研究结论可能存在转化局限。