[背景]致病菌的抗菌素耐药性是一个全球范围的关键问题。到目前为止,在医疗行业几乎没有取得任何成果来解决这一问题。这使得医学领域重新研究曾用于临床且曾被认为具有毒性的药物。其中,能够杀死多重耐药革兰氏阴性菌的环状阳离子肽粘菌素（比如,粘菌素）已被当作人类抗菌的最后一道防线。在20世纪80年代之前,这些药物因其对神经系统的毒性而停止使用;然而,新的临床实践和可能改进的生产工艺已经使它们可以被更安全地使用。以前认为粘菌素主要攻击革兰氏阴性菌的细胞膜,导致细菌的细胞膜被破坏从而杀菌。近期的一些研究探索了这种抗生素的耐药性和作用机制,并加深了我们对于这种抗生素的认知。A)沙门菌的获得性粘菌素抗性分子流行病研究粘菌素抗性被认为是只由内源性基因突变引起的,比如PhoP/Q and PmrA/B系统的基因突变。近期,刘健华等发现了在中国粘菌素在共生大肠杆菌中的抗性上升。她们发现了相关的抗性基因并命名为mcr-1.mcr-1基因的产物是磷酸乙醇胺转移酶,它通过修饰脂多糖中脂质A上的磷酸基团以产生粘菌素抗性。mcr基因近期在世界上的扩散对公共健康造成了极大的威胁。所以,对于mar基因和携带mcr基因的细菌（尤其是沙门菌）在世界范围内分布的准确估算以及其在人群中的潜在传播途径的研究对于控制和阻断它们的传播及其必要。但是,以上提到的研究数据存在空缺。为了解决上述问题,我做了以下的一系列调查研究。1)全球耐粘菌素细菌负担的系统综述和荟萃分析研究本研究选定2015年11月18日至2018年12月30日期间,四个英文数据库（PubMed、Scopus、Web of Science和考克兰系统评论数据库）以及两个中文数据库（中国知网和万方数据知识服务平台）的同行评议出版物。在这一系统综述和荟萃分析中,我们调查了从人、动物、环境和食品中分离的细菌中mcr基因的流行情况。本研究共鉴定了 974份文章,其中202项观察性研究纳入系统综述,71项纳入荟萃分析。mcr基因在六大洲47个国家均有报道,总体平均流行率为4.7%（0.1%-9.3%）。中国报告的mcr阳性菌株数量最多。从动物中分离出的致病性大肠杆菌（54%）和含有Incl2质粒的大肠杆菌（34%）是mcr基因所存在的最普遍的细菌。据估计,食用动物来源的含mcr-1致病性大肠杆菌的流行率高于人类来源和食品来源,这表明了食源性传播的作用。本研究对mcr基因的生态来源、宿主动物、基因型和质粒型进行了全面的评估。2)携带mcr基因或多粘菌素耐药沙门菌菌株的流行2.1)我们调查了337株从中国的养猪场和屠宰场获得的从健康的育肥猪当中分离的沙门氏菌,这个阶段是很少被研究的。mcr-7基因在4株4,[5],12:i:-耐粘菌素的肠炎沙门菌分离株中被发现。值得注意的是,这4个分离株均属于序列型34（ST34）,具有多重耐药表型。进一步的基因组测序和抗生素耐药特性证实,mcr是导致粘菌素耐药的原因,结合试验表明,4株分离物中有3株IncHI2质粒携带mcr-7。重要的是,我们发现mcr-1和第1类整合子元件在两株IncHI2质粒中具有相同位点。通过综合分析所有携带鼠伤寒的mcr-1和跨食物链的单相变异株（家畜、动物源性食品和人类）,我们对包括本研究中的4个菌株在内的66个基因组进行了系统基因组学分析,证实中国8个猪源分离物和1个人临床来源的独立系统发育簇形成一个明显聚类。综上所述,本研究为中国沙门氏菌4,[5],12:i:-ST34在克隆和猪传代中传播mcr-1提供了直接证据,并通过在中国ST34分离株中获得的额外抗菌素耐药性决定因素提示一种遗传演化途径。2.2)本研究采用微量稀释法对1997-2018年之间收集的287株纽波特沙门菌临床分离株进行了回顾性研究,用于表征耐药性特征。我们发现了粘菌素耐药的4个中国临床分离株,包括mcr-1阳性分离株。重要的是,系统基因组学和微生物学研究表明,不同海产品来源的耐粘菌素的纽波特沙门菌的出现多重独立克隆传播。我们的研究揭示了粘菌素耐药性传播的潜在宿主（海鲜食品）,并表明全球食品供应链对其传播可能起到促进放大作用。2.3)为检测暴发分离株中mcr基因的存在,我们进行了一项回顾性研究。本文通过回顾性研究,在美国某大型动物暴发的马体内检测了含有产ESBL的肠炎沙门菌血清型45纽波特序列型（ST45）的mcr-9。在大型动物中检出mcr携带产ESBL和耐粘菌素的沙门氏菌的报道非常罕见,并引起了公众的密切关注。B)沙门菌的适应性粘菌素抗性的遗传机制目的:已知的粘菌素抗性机制已经通过流行病学调查被检测出来。这些抗性机制包括内源性抗性和基因突变产生的抗性。然而,在细菌的进化过程中有哪些基因和哪些抗性机制导致粘菌素抗性并未完全明了。方法:为了解决这些问题,我对鼠伤寒沙门菌ATCC14028进行了抗菌药物压力条件下的实验室传代,即在有氧和厌氧条件下使用含粘菌素培养液（10 μg/ml）对其持续传代。每一代生长24小时。在氧气环境中进化的菌株被用于全基因组测序并做全基因组关联分析（GWAS）和非靶向代谢组学实验以发现导致粘菌素抗性的新基因和新机制。结果:通过使用粘菌素抗生素培养基（10μg/ml）对鼠伤寒沙门菌ATCC 14028进行连续传代实验,我们发现,相对于有氧条件,在厌氧条件下进化的细菌对粘菌素产生耐药性的速度更快。通过全基因组关联分析（GWAS）和非靶向代谢组学分析,我们在进化的鼠伤寒杆菌ATCC14028中发现了新的粘菌素耐药相关基因。这些基因在GWAS分析中被发现是新颖的,并且有非常显著的snps输出。mhbR、bccG、rfbJ、dgcQ参与了脂多糖的合成（细胞壁外）,tufA和fusA可能在anu类胁迫中起到保护细菌核糖体的作用。[结论与启示]这项研究通过对全世界mcr基因的全面调查（包括mcr基因的动物来源,携带mar细菌的种属、这些细菌的基因型和质粒型）,提供了获得性的粘菌素抗性的分子水平调查。这项研究同时说明了食物链和（或）环境在mcr基因的传播中的重要作用以及它们同其他mcr携带者（动物、细菌种属、细菌基因型和质粒表型）之间的关系。在人类医学或兽医学中,mcr阳性病原体与对治疗耐药细菌感染至关重要的其他抗生素的共耐药现象是一个日益令人关切的问题。此外,报告还强调了IncHI2质粒在肠炎沙门菌血清型中的重要性,在mcr基因和多种抗菌素耐药基因通过食物链传播过程中,IncHI2质粒可能作为载体发挥作用。此外,携带mcr-1的类似IncHI2样质粒和沙门氏菌血清克隆的传播,强调了国际协调应对策略和持续监测的必要性,以减轻携带mcr细菌的传播。这项研究还突出了氧气含量在细菌获得性粘菌素抗性上的重要作用并发现了新的潜在的抗性机制和抗性相关基因。这些潜在的抗性机制和基因经过了全基因组关联分析和非靶向代谢组学分析的验证,它们可能对细菌进化过程中产生的获得性粘菌素抗性起到重要作用。