抗生素抗性基因（ARGs）在环境中的迁移扩散严重威胁到人类的健康安全。环境中存在大量胞外DNA，在这些DNA中携带的ARGs会通过转化的方式水平转移至人类病原菌中。然而，我们对ARGs从环境到临床病原菌的传播轨迹以及ARGs传播风险的认知还很少。

   基于此，中国科学院城市环境研究所崔丽研究员利用单细胞拉曼光谱结合重水逆向标记技术，实现了对胞外ARGs从土壤到临床病原菌转化过程的研究。在抗生素作用下，氘标抗性菌具有高代谢活性，可以在一小时内将体内的氘完全代谢，即在拉曼光谱下，抗性菌的拉曼C-D峰由高到消失。通过这一表型特征，我们可以快速鉴别敏感型的受体菌与耐药型的抗性基因结合子，通过计算结合子在总菌中的比例，可以评估抗性基因的传播能力并定量其风险。进一步将上述方法运用至土壤胞外DNA中，对五类ARGs的转化能力进行检测，发现氨苄青霉素类ARGs的传播风险大于头孢拉定类和环丙沙星类，最后一道防线抗生素相关的美罗培南类和万古霉素类ARGs的传播风险最小。该方法针对可转移的胞外ARGs进行了鉴定和风险评估，为预防高风险ARGs的传播提供了新的指导。

   相关研究成果以Phenotypic Tracking of Antibiotic Resistance Spread via Transformation from Environment to Clinic by Reverse D₂O Single- Cell Raman Probing为题发表在国际期刊Analytical Chemistry，中国科学院城市环境研究所李弘哲博士研究生为第一作者，崔丽研究员为通讯作者。该研究得到国家自然基金（21922608, 21777154），中国科学院原创性创新项目（ZDBS-LY- DQC027），国际科学组织联盟（ANSO-CR-KP-2020-03）等项目资助。

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单细胞拉曼光谱结合重水逆向标记研究抗生素抗性基因水平转移示意图