Abstract IncX4 plasmids are one of the most epidemiologically successful vehicles for mcr-1 spread. Here we found that the IncX4 plasmids carried two different replication proteins encoded by genes pir-1 and pir-2 , respectively, but mcr-1 was only carried by IncX4 plasmid encoding pir-1 . The copy number of pir-2 encoding plasmids (3.15±0.9 copies) are higher than that of pir-1 encoding plasmids (0.85±0.5 copies). When mcr-1 was cloned into IncX4 plasmid encoding pir-2 , the higher copy number of these plasmids resulted in increased expression of mcr-1 and a greater fitness burden on their host cells. However, these plasmids exhibited a lower rate of invasion into the bacterial population compared to mcr-1 positive plasmids encoding the pir-1 gene. These findings collectively explain the absence of mcr-1 in all IncX4 plasmids encoding pir-2 . Our results further confirmed that low-copy numbers are important for the spread of mcr-1 plasmid from the perspective of natural evolution.

ABSTRACT The emergence of the plasmid-borne colistin resistance gene mcr-1 threats public health. IncX4-type plasmids are one of the most epidemiologically successful vehicles for spreading mcr-1 worldwide. Since MCR-1 is known for imposing a fitness cost to its host bacterium, the successful spread of mcr-1 -bearing plasmids might be linked to high conjugation frequency, which would enhance the maintenance of the plasmid in the host without antibiotic selection. However, the mechanism of IncX4 plasmids conjugation remains unclear. In this study, we used high-density transposon mutagenesis to identify factors required for IncX4 plasmid transfer and 18 genes were identified, including five with annotations unrelated to conjugation. The Cappable-seq and RNA-seq analysis confirmed that a novel transcriptional regulator gene, pixR , directly regulates the transfer of IncX4 plasmids by binding the promoter of 13 essential transfer genes to increase their transcription. Plasmid invasion and co-culture competition assays revealed that pixR is essential for the spread and persistence of mcr-1 -bearing IncX4 plasmids in bacterial populations, and effective conjugation is crucial for alleviating the fitness cost exerted by mcr-1 carriage. The existence of the IncX4-specific pixR gene increases plasmid transmissibility while promoting the invasion and persistence of mcr-1 -bearing plasmids in bacterial populations, which helps explain their global prevalence. IMPORTANCE The spread of clinical important antibiotic resistance genes is frequently related to some epidemic plasmids. However, the underlying molecular mechanisms contributing to the successful spread of these epidemic plasmids remains unclear. The significant of our research indicated that efficient conjugation could promote the invasion and persistence of plasmids within a bacterial population, resulting in the successful dissemination of epidemic plasmids in nature. Our data also highlight the importance of developing plasmid conjugation inhibitors to solve the antibiotic resistance crisis.

Objective: Advancements in medical science have improved non-metastatic renal cell carcinoma (NM-RCC) treatment strategies, but long-term survival is influenced by various factors, including perioperative blood transfusion. This study aims to analyse prognostic factors in patients with NM-RCC after radical nephrectomy. Methods: From January 2018 to December 2021, a total of 132 patients with NM-RCC after radical nephrectomy were studied. According to 2-year follow-up data, the patients were categorised into case (with poor outcomes, including pneumothorax, renal issues, recurrence or death) and control groups. Data on demographics, clinical characteristics and perioperative blood transfusion were collected, and key prognostic factors were identified through logistic regression. Results: A total of 32 patients with poor prognosis were included in the case group, accounting for 24.24% (32/132), and 100 patients without poor prognosis were included in the control group, accounting for 75.76% (100/132). Tumour stage, tumour size and perioperative blood transfusion were all risk factors for the prognosis of patients, and odds ratio (OR) >1. The above indicators had high predictive value for the prognosis of patients after surgery. Conclusions: The prognostic factors of patients with NM-RCC after radical nephrectomy include tumour stage, tumour size and perioperative blood transfusion, and each factor had predictive value.