Epidemic C. difficile (027/BI/NAP1) has rapidly emerged in the past decade as the leading cause of antibiotic-associated diarrhea worldwide. However, the key events in evolutionary history leading to its emergence and the subsequent patterns of global spread remain unknown. Here, we define the global population structure of C. difficile 027/BI/NAP1 using whole-genome sequencing and phylogenetic analysis. We show that two distinct epidemic lineages, FQR1 and FQR2, not one as previously thought, emerged in North America within a relatively short period after acquiring the same fluoroquinolone resistance-conferring mutation and a highly related conjugative transposon. The two epidemic lineages showed distinct patterns of global spread, and the FQR2 lineage spread more widely, leading to healthcare-associated outbreaks in the UK, continental Europe and Australia. Our analysis identifies key genetic changes linked to the rapid transcontinental dissemination of epidemic C. difficile 027/BI/NAP1 and highlights the routes by which it spreads through the global healthcare system.

Hydrogen in metals is a significant research area with far-reaching implications, encompassing diverse fields such as hydrogen storage, metal-insulator transitions, and the recently emerging phenomenon of room-temperature superconductivity under high pressure. Hydrogen atoms pose challenges in experiments as they are nearly invisible, and they are considered within ideal crystalline structures in theoretical predictions, which hampers research on the formation of metastable hydrides. Here, we propose pressure-induced hydrogen migration from tetrahedral (T-) site to octahedral (O-) site, forming $${{\rm{LaH}}}_{x}^{{\rm{O}}}{{\rm{H}}}_{2-x}^{{\rm{T}}}$$ in cubic LaH2. Under decompression, it retains $${{\rm{H}}}_{x}^{{\rm{O}}}$$ occupancy, and is dynamically stable even at ambient pressure, enabling a synthesis route of metastable dihydrides via compression-decompression process. We predict that the electron-phonon coupling strength of $${{\rm{LaH}}}_{x}^{{\rm{O}}}{{\rm{H}}}_{2-x}^{{\rm{T}}}$$ is enhanced with increasing x, and the associated Tc reaches up to 10.8 K at ambient pressure. Furthermore, we calculated stoichiometric hydrogen migration threshold pressure (Pc) for various lanthanides dihydrides (RH2, where R = Y, Sc, Nd, and Lu), and found an inversely linear relation between Pc and ionic radii of R. We propose that the highest Tc in the face-centered-cubic dihydride system can be realized by optimizing the O/T-site occupancies.