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抗微生物耐药性（antimicrobial resistance）每年导致全球超过一百万人死亡，是严重的公共卫生挑战。异质性耐药（heteroresistance）有别于经典耐药表型，描述同一菌株内少数耐药细胞（有时比例仅百万分之一甚至更低）与大多数敏感细胞共存的现象，在较高药物浓度下，绝大部分敏感细胞会被杀死，而耐药细胞还能存活并继续增殖。由于耐药细胞频率低，异质性耐药表型不能通过常规临床药敏检测方法鉴定。重症感染的实际治疗过程常常会同时使用多种，因此无法直接将临床结局和单一药物的药敏表型联系起来，进而明确异质性耐药在真实世界的重要性。相比之下，免疫缺陷患者的预防性用药通常使用单一抗菌药物，更有助于研究药敏表型的临床意意义。

作者首先回溯分析了2016 2020年期间在纪念斯隆凯特琳癌症中心（MSKCC）接受造血移植的952名患者中发生的突破性真菌血流感染病例，发现其中近半数由近平滑念珠菌（Candida parapsilosis）造成。这些病人移植期间均使用米卡芬净（一种棘白菌素类药物，靶向真菌细胞壁合成）预防真菌感染。值得注意的是，引起突破性感染的近平滑念珠菌都被鉴定为米卡芬净敏感菌。因此，研究者对这些菌株进行了更精确的菌落谱型分析（Population Analysis Profiling，PAP），发现其中多数对米卡芬净发生了异质性耐药。

在前期的系列工作中，翟冰课题组基于同一临床队列发现近平滑念珠菌在肠道中定植是发生真菌血流感染的必要条件(Nature Medicine2020)，但移植期间出现肠道近平滑念珠菌定植的患者仅有部分会发生真菌感染(Nature Microbiology2021)。本研究作者通过综合分析200多例移植病人的临床信息、肠道菌群信息和肠道/血液近平滑念珠菌菌株的药敏表型，发现在29名移植期间出现近平滑念珠菌肠道定植的患者中，定植有异质性耐药菌株的患者发生突破性血流感染的风险显著高于仅有敏感菌株肠道定植的患者。

为了探索临床菌株中出现米卡芬净异质性耐药的普遍性，作者检测了来自美国、中国、法国、德国不同医疗机构的共219株近平滑念珠菌对米卡芬净的药敏表型，并对所有菌株都进行了深度全基因组测序。结果显示，各国的临床菌株中均发现了对米卡芬净异质性耐药的菌株，预示着这一具有重要临床意义的药敏表型可能在更广泛的地域范围中影响棘白菌素类药物预防/治疗真菌感染的效力。

为了精确表征近平滑念珠菌的基因组特征（genomic feature）并分析其与异质性耐药表型的相关性，本文共同第一作者廖辰博士开发了基于开放阅读框（ORF）完整性和拷贝数的双参数拷贝数变异（CNV）表征法。通过整合219株临床菌株的药敏表型与SNV/CNV信息，作者构建了一个基于不超过10个基因组特征预测异质性耐药表型的机器学习模型算法，并进行了概念验证，为未来开发可应用于临床的异质性耐药快速检测法提供了基础。