福建师范大学付新苗研究员团队的文章“Genome‐wide screen reveals a universal role of ATP in ciprofloxacin tolerance among genetically distinct Escherichia coli persisters”已在mLife正式上线。该研究团队基于大肠杆菌Keio文库开展了全基因组筛选，获得了 25 个参与大肠杆菌耐受环丙沙星的新型持留菌相关基因。在这些遗传背景各异的持留菌中，环丙沙星耐受性与ATP水平呈负相关。该研究不仅为大肠杆菌持留菌对环丙沙星耐受的机制提供了新见解，也为利用营养干预策略治疗复发性及慢性感染提供了理论依据。

持留菌是一类对抗生素具有耐受性的细菌亚群，在慢性感染和感染复发中发挥关键作用。然而，关于持留菌形成及其抗生素耐受的机制仍缺乏系统研究。深入理解这些机制对于研发针对持留菌感染的有效治疗策略具有重要意义。

该研究团队利用大肠杆菌 Keio 单基因缺失文库，通过两步法全基因组筛选策略，系统鉴定了与环丙沙星耐受性相关的基因。通过将每个突变体培养至平台后期诱导持留菌形成，随后稀释至新鲜培养基中进行抗生素处理，成功鉴定出 37 个环丙沙星敏感突变体（主要与DNA修复和能量代谢有关）和 11 个环丙沙星耐受突变体（主要与氨基酸和NAD合成相关），其中 25 个基因首次被确认为持留菌相关基因。敏感突变体（ΔruvC、Δrnr、ΔatpC和ΔatpF）对喹诺酮类抗生素具有特异性敏感，而耐受突变体（ΔmetR、ΔmetE、ΔleuB、ΔleuL、ΔnadB 和 ΔnadC）则同时对氨苄青霉素（β-内酰胺类）和庆大霉素（氨基糖苷类）表现出耐受性。

进一步研究发现遗传背景各异的突变体的ATP水平与环丙沙星耐受性呈现负相关，ATP水平在耐受突变体中下调，而在敏感突变体中上调。当通过特异性代谢物、营养物质和呼吸抑制剂化学调控不同突变体的ATP水平时，这种负相关关系依然成立。该研究还揭示了ATP在不同遗传背景持留菌中对环丙沙星耐受性的调控作用，与抗生素摄取和活性氧（ROS）积累密切相关（图1）。这一发现不仅为理解持留菌抗生素耐受机制提供了新视角，也提示在临床环境中提供丰富营养可能有助于杀灭持留菌。未来，基于ATP调控的营养干预策略有望成为治疗复发性及慢性感染的新方向，为应对持留菌相关的临床挑战提供解决方案。

图1 ATP调控遗传差异持留菌环丙沙星持久性的机制示意图

引用本论文：Mei Z, Cai Y, Huang J, Zhao K, Zhang Z, Yu D, et al. Genome-wide screen reveals a universal role of ATP in ciprofloxacin tolerance among genetically distinct Escherichia coli persisters. mLife. 2026;1–19. 

原文链接： https://doi.org/10.1002/mlf2.70072

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