哺乳動(dòng)物體內(nèi)微生物及其攜帶的抗生素耐藥基因（ARG）的跨宿主傳播，是潛藏的重大公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)源。
然而，現(xiàn)有研究面臨多重技術(shù)瓶頸：低豐度微生物難以檢測(cè)導(dǎo)致潛在病原漏報(bào)；大量未報(bào)道的微生物物種缺失限制了多樣性認(rèn)知；物種及功能注釋精度不足阻礙了明確 ARG 與可移動(dòng)遺傳元件（MGE）的關(guān)聯(lián)；現(xiàn)有宏基因組分析方法分辨率有限（通常僅到物種或?qū)偎剑?，難以精確追蹤不同宿主同源菌株或基因的傳播，使得解析復(fù)雜的跨宿主傳播網(wǎng)絡(luò)極具挑戰(zhàn)。
2025 年 8 月 26 日，復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院粟碩教授團(tuán)隊(duì)（在讀博士生石宇旗、李昱星為論文共同第一作者）在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為：Extensive cross-species transmission of pathogens and antibiotic resistance genes in mammals neglected by public health surveillance 的研究論文。據(jù)悉，這是復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院首次作為主要完成單位在 Cell 期刊發(fā)表研究成果。
該研究基于多學(xué)科交叉方法，首次大規(guī)模系統(tǒng)刻畫(huà)了哺乳動(dòng)物微生物組的高分辨率圖譜，并解析抗生素耐藥基因（ARG）的跨宿主分布模式，為微生物組學(xué)研究提供全新的技術(shù)框架和認(rèn)知深度，也為公共衛(wèi)生防控提供重要理論支撐和新視角。
哺乳動(dòng)物體內(nèi)的微生物組包含大量未報(bào)道的基因組序列，但技術(shù)限制長(zhǎng)期阻礙了對(duì)其完整多樣性和精細(xì)結(jié)構(gòu)的解析，包括低豐度微生物難以檢測(cè)、物種注釋不完整，以及研究分辨率多停留在屬或種水平，難以實(shí)現(xiàn)菌株和基因?qū)用娴南到y(tǒng)分析。
為突破這些限制，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了兩大創(chuàng)新體系：
一是交叉多組學(xué)高分辨率解析體系，融合多組學(xué)測(cè)序、基因組重構(gòu)、新物種劃分及同源菌株追蹤，不僅提升了低豐度和新型微生物的檢出率，還將解析分辨率拓展至菌株水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物組多樣性和關(guān)聯(lián)模式的精細(xì)描繪；
二是抗生素耐藥基因-可移動(dòng)遺傳元件（ARG-MGE）高精度注釋體系，通過(guò)多數(shù)據(jù)庫(kù)交叉驗(yàn)證和聯(lián)合分析，實(shí)現(xiàn)耐藥基因精細(xì)分類(lèi)與跨宿主共享模式的繪制，為微生物組功能研究提供量化工具。
在此框架下，研究團(tuán)隊(duì)共鑒定出 7000 余種此前未報(bào)道的新細(xì)菌物種（基因組序列），顯著擴(kuò)展了哺乳動(dòng)物微生物多樣性圖譜；并發(fā)現(xiàn)細(xì)菌菌株在不同宿主、地理區(qū)域及生活方式間廣泛共享，提示其具備跨宿主傳播潛力。在耐藥性方面，研究共檢測(cè)到 521 種抗生素耐藥基因（ARG），涉及 13 類(lèi)抗生素。通過(guò)高分辨率精細(xì)注釋，進(jìn)一步識(shí)別出 270 種關(guān)鍵 ARG 亞型，157 種重要 ARG 在人類(lèi)與哺乳動(dòng)物微生物組間高度同源，部分 ARG（例如 tet(X)、cfr(C) 和qnrS1）在哺乳動(dòng)物微生物組中高頻出現(xiàn)。這揭示了耐藥基因在微生物組中的分布特征，并豐富了對(duì)微生物功能多樣性的理解。
圖1：哺乳動(dòng)物的高分辨率微生物組
圖2：哺乳動(dòng)物攜帶的重要ARG的多樣性和可轉(zhuǎn)移性
總的來(lái)說(shuō)，該研究首次大規(guī)模繪制哺乳動(dòng)物高分辨率微生物與耐藥基因圖譜，系統(tǒng)描繪了微生物組"暗物質(zhì)"及其跨宿主共享模式，展示了交叉多組學(xué)技術(shù)在探索微生物組未知多樣性和深度方面的潛力。成果推動(dòng)了微生物組學(xué)的深入研究，并為后續(xù)微生物生態(tài)、功能及演進(jìn)提供了重要基礎(chǔ)和技術(shù)參考。
復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院粟碩教授為論文獨(dú)立通訊作者，在讀博士研究生石宇旗、李昱星（年僅23歲）等為論文共同第一作者，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所國(guó)家杰青畢玉海研究員等人為論文合作者并提供重要支持。該研究得到了上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人項(xiàng)目等項(xiàng)目資助。
論文鏈接：
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00971-7
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