Antibiotics | Beyond the Resistome: Molecular Insights, Emerging Therapies, and Environmental Drivers of Antibiotic Resistance

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该文献系统综述了抗生素耐药性的分子机制、环境驱动因素及新型治疗策略，为抗生素耐药性管理提供了整合One Health框架的创新路径。结合人工智能与基因组学技术，为未来精准抗微生物治疗和环境抗性基因监测提供了前沿视角。

 

文献概述
本文《Beyond the Resistome: Molecular Insights, Emerging Therapies, and Environmental Drivers of Antibiotic Resistance》，发表于《Antibiotics》杂志，回顾并总结了抗生素耐药性的分子机制、环境传播途径及新兴治疗策略，强调了耐药性基因在土壤、水体、农业及临床环境中的复杂生态学和分子网络。

背景知识
抗生素耐药性（AR）已成为全球公共健康的重大威胁，预计到2050年，耐药感染可能导致每年千万人死亡。耐药性不再局限于医院，而是广泛存在于环境微生物中，通过水平基因转移（HGT）和压力诱导突变机制传播。耐药性基因（ARGs）在环境中的持久性、适应性补偿突变、整合子系统和可移动遗传元件的协同作用，使其在抗生素压力下降后仍可长期稳定存在。此外，CRISPR-Cas系统、噬菌体疗法、纳米材料、AI驱动的耐药预测等新兴技术正在重塑抗微生物治疗和耐药性控制。研究为耐药性防控提供了从基础研究到临床转化的系统性视角，推动跨学科整合策略的发展。

 

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研究方法与实验
该综述整合了基因组学、结构生物学、宏基因组测序、机器学习预测模型及环境样本分析等多组学方法，系统性分析耐药性基因的分子机制、环境传播热点及新兴治疗策略。研究还评估了多种耐药性基因（如mcr、blaCTX-M、blaKPC）在废水、土壤及微塑料上的分布，结合CRISPR-Cas、噬菌体治疗、纳米材料消毒等手段探讨耐药性控制的可能路径。

关键结论与观点

• 耐药性基因（ARGs）广泛存在于环境微生物中，且可通过水平基因转移（HGT）进入临床致病菌，形成多重耐药性。
• 分子机制包括染色体突变、β-内酰胺酶降解、外排泵过表达、整合子基因捕获及CRISPR-Cas系统的双重作用。
• 环境如废水处理厂、农业土壤、微塑料表面等是耐药性基因的重要传播节点，需纳入One Health框架进行监测。
• 新兴治疗策略包括β-内酰胺酶抑制剂（如taniborbactam）、噬菌体疗法、工程溶菌酶、CRISPR介导的耐药基因清除及抗菌肽等。
• 人工智能和机器学习可用于耐药性基因传播预测、药物设计优化及环境抗性风险评估。

研究意义与展望
该研究为耐药性防控提供了分子机制与环境传播的整合视角，强调需构建跨学科、跨领域监测网络，推动新型抗生素、基因编辑工具和AI驱动的耐药性预测系统的发展。未来研究应聚焦于耐药性基因在环境中的演化潜力、耐药性控制的临床转化及基于AI的个性化治疗策略。

 

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结语
该文献全面分析了抗生素耐药性基因的分子机制、环境驱动因素及前沿治疗策略，强调耐药性问题已超越临床范畴，成为生态、微生物学与公共健康交叉挑战。通过整合基因编辑、噬菌体、纳米材料与AI预测，未来有望实现耐药性从被动应对到主动预防的转变。环境监测与精准治疗的结合将为全球耐药性防控提供系统性解决方案，推动One Health框架下的多边合作与政策协调。

 

Nada M Nass and Kawther A Zaher. Beyond the Resistome: Molecular Insights, Emerging Therapies, and Environmental Drivers of Antibiotic Resistance. Antibiotics.