8月27日，上海交通大学公共卫生学院王慧教授课题组联合中科院上海药物所Daniel Falush及杨超团队、西班牙巴塞罗那自治大学Jaime Martinez-Urtaza教授团队，在Nature Ecology & Evolution发表题为“Wave succession in the pandemic clone of Vibrio parahaemolyticus driven by gene loss”的研究论文，揭示了引起我国食源性疾病的重要致病菌：副溶血性弧菌的适应性进化分子机制——副溶血性弧菌通过腐胺基因簇的缺失，显著增强环境适应（生物膜形式及几丁质粘附增殖）和人类宿主适应（肠道粘附、定植及增殖）的生存优势，成为致病和传播的优势流行群，此项研究为理解病原菌适应性进化提供了全新视角。

副溶血弧菌是一种嗜盐性的海洋弧菌，是进食水产品引起食源性疾病的首要病原菌；也是多种水产品的重要病原菌。副溶血性弧菌株有致病菌和非致病菌之分。1996年印度首次报道了副溶血性弧菌致病克隆群，随后该克隆群迅速扩散至全球，形成最主要的流行群——大流行群（pandemic clone）。目前，我国超过70%的副溶血弧菌感染由其引起。

研究团队发现，在进化过程中，大流行群逐渐分化出4个亚群（waves）-这些亚群依次交替主要人群的感染流行，而“第四波”（Wave-4）逐渐取代其他亚群，成为近十几年来最主要的流行群。

那么，Wave-4为何最终胜出？研究团队对大流行群wave1-4的全基因组变异位点进行了深入分析，同wave1-3相比，wave-4流行群“丢失”9个与腐胺（一种常见多胺）代谢通路相关的基因。进一步的实验研究发现，基因缺失给wave-4带来了两方面优势：一是环境生存优势，wave-4 流行群形成生物被膜（biofilm）抵抗不利环境的能力更强，在几丁质等界面上的定植与增殖能力更强；二是在动物及人类宿主肠道粘附、定植、增殖更强，从而更易借助人类活动实现全球扩散。有趣的是，尽管基因缺失提升了wave-4的生存与传播能力，但降低了其菌株的致病性。Wave-4引起的腹痛、呕吐、发烧明显低于wave1-3。

进一步分析发现，在其他细菌中也存在腐胺代谢基因缺失的现象。例如在霍乱弧菌（Vibrio cholerae）和大肠杆菌（Escherichia coli）中，基因缺失同样增强了生物膜形成与细胞粘附能力。这表明：基因缺失可能是细菌中一种普遍存在、但被低估的适应性进化机制。

本研究首次从进化的角度，结合生物信息学、组学及实验，清晰地解析副溶血性弧菌通过基因丢失获得竞争优势的分子机制，为我们理解致病菌适应性进化提供了新视角。

中国科学院药物研究所Daniel Falush研究员、杨超副研究员，上海交通大学公共卫生学院王慧教授，西班牙巴塞罗那自治大学Jaime Martinez-Urtaza教授为本论文通讯作者。副研究员杨超、Sarah L. Svensson，上海交通大学公共卫生学院邱红玲博士，无锡市疾病预防控制中心倪程佩博士为本论文共同第一作者。本研究由国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、上海市启明星、上海市公共卫生体系建设三年行动计划等项目资助。