通过Nanopore宏基因组学揭示在非洲居住的瑞士外派人员的肠道微生物组和耐药基因谱

为什么你在国外生活时肠道微生物会发生变化

许多人会在国外居住数月或数年，经常是在那些抗生素耐药细菌普遍存在的地区。本研究提出一个简单但重要的问题：当瑞士外派人员在耐药感染负担较高的非洲国家生活时，他们肠道中的微生物群落和耐药基因是否会以可能影响健康和抗菌素耐药性传播的方式发生改变？

我们体内的无形社区

我们的肠道寄居着万亿计微生物，主要是细菌，帮助消化食物、训练免疫系统并抵御有害病原体。在这些有益微生物旁边存在着“耐药基因组”——使细菌对抗生素产生耐药性的基因集合。即便是健康人也携带许多此类基因。当个体迁移到或途经多药耐药细菌常见的地区时，他们可能在不知不觉中获得新的耐药基因以及传播这些基因的可移动DNA元件（称为质粒）。理解这一过程对于控制全球抗生素耐药性至关重要。

比较在欧洲和非洲的外派人员

研究者分析了72名返回瑞士的健康瑞士外派人员的粪便样本：其中39人曾在非洲国家生活，33人在其他欧洲国家生活。研究没有采用培养细菌的方法，而是使用一种名为Nanopore的长读长DNA测序技术对样本进行shotgun宏基因组测序，该方法可一次性读取样本中的全部遗传物质。这使他们能够绘制出样本中存在的细菌（微生物组）以及它们携带的抗生素耐药基因和质粒（耐药基因组与质粒组）。每个样本都进行了双重测序以保证可靠性，并使用复杂的软件识别细菌类群和耐药基因，并从混杂的DNA中组装出更长的基因片段。

肠道微生物的令人惊讶的稳定性

尽管在早期基于培养的检测中，非洲组中更多人被检测到定植有多药耐药的肠道细菌，但他们肠道微生物组的整体构成与在欧洲生活的外派人员相比竟然非常相似。多样性指标——即存在多少种不同类型的细菌以及它们的相对丰度——在两个大陆之间没有差异，统计分析也未显示非洲样本与欧洲样本有明显聚类。两组中常见的肠道定居菌如Blautia、Faecalibacterium和Bacteroides占主导地位，这表明长期在外居住并不一定会彻底改变健康成年人核心细菌群落。

耐药基因和可移动DNA讲述了不同的故事

当团队将焦点放在耐药基因上时，出现了更微妙但重要的差异。在所有样本中，他们发现了134种不同的耐药基因，属于14类抗生素。总体基因谱在大陆间大致相似，但曾在非洲生活的外派人员携带更多保护细菌免受四环素类药物和靶向叶酸代谢途径药物（如甲氧苄啶‑磺胺甲恶唑）影响的基因。相比之下，在欧洲国家生活的外派人员表现出更多赋予大环内酯类抗生素耐药性的基因。这些基因中许多与常见肠道细菌相关，包括Ruminococcoides、双歧杆菌和拟杆菌。临床上重要的基因，例如能使高级头孢菌素失活的blaCTX-M-15，在两组的埃希氏大肠杆菌中均有检测到。

质粒作为耐药性的全球运输工具

研究还追踪了质粒——这些小而常可转移的DNA环能在细菌之间以及跨环境传播耐药基因。凭借长片段DNA测序，研究者有时能在同一组装的DNA片段上同时看到耐药基因和质粒“复制子”标记，从而确认它们共同行动。他们鉴定出46种不同的质粒类型，有些在各大陆各自独有，有些则是共享的。值得注意的是，某些质粒携带多种耐药基因，并且类似于世界不同地区来自人类、动物、食品和废水来源中已知的质粒。一种通常与肠球菌相关并见于鸡和废水中的质粒类型在非洲外派人员的粪便中更常见，这强调了食物、动物与环境如何共同影响最终进入我们肠道的内容物。

这对日常生活与公共卫生意味着什么

对非专业读者而言，关键结论是：仅仅在高风险地区生活并不似乎会彻底改变你体内寄居的细菌类型，但它可能会调整抗生素耐药基因的构成以及传播这些基因的可移动DNA元件的谱系。这些隐蔽的变化，在一定程度上受当地抗生素使用模式影响，可能关系到未来感染的风险以及耐药性特征在人与动物和环境之间如何流动。这项工作也表明，可携带的长读长测序技术可以作为早期预警工具，在耐药基因和质粒导致疾病之前揭示它们在健康旅行者和外派人员中如何循环。

引用: Campos-Madueno, E.I., Aldeia, C. & Endimiani, A. Gut microbiota and resistome profiles of Swiss expatriates in Africa revealed by Nanopore metagenomics. Sci Rep 16, 7016 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38302-3

关键词: 肠道微生物组, 抗生素耐药性, 外派人员, 质粒, 宏基因组学