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多药耐药性不像我们想象的那么近

日本大阪 - 来自大阪大学的研究人员发现了一种惊人的发现,即多重抗药性细菌可能比我们想象的要长。

在本月发表在“通信生物学”杂志上的研究结果中,研究人员研究了数百种RN​​D型外排泵之间的进化关系 - 这种蛋白质可将多种不同类型的抗生素从细菌细胞中抽出,使其具有多重耐药性。

“有趣的是,我们发现来自流感嗜血杆菌的RND外排泵AcrB相对较为古老但输出的抗生素与其从大肠杆菌中进化出来的相同,”Martijn Zwama研究的主要作者解释说。“它不能做得好的是出口胆汁盐,它不是流感嗜血杆菌在其正常栖息地遇到的东西,而是大肠杆菌所在的肠道的常见成分。”

虽然这指出了泵在其自然环境中的演变,但它也表明多药识别是一种古老的特征。这是一个重要的区别,因为大多数细菌在面对来自环境的选择性压力时获得抗性基因或突变。

但是,虽然AcrB保护流感嗜血杆菌免受几种不同类别的抗生素的侵害,但病原体仍然对β-内酰胺类和新生霉素敏感,这是研究人员以前无法解释的。

“细菌膜含有选择性地让不同底物进入细胞的通道,”共同作者Akihito Yamaguchi说。“我们发现,在流感嗜血杆菌中,其中一个通道OmpP2略微渗漏。这意味着AcrB从细胞中抽出的一些较小的药物可能会渗透到内部,在那里它们开始杀死细菌。”

多重耐药细菌对受感染的患者具有破坏性 - 通常是致命的 - 。随着新菌株的不断涌现,这些超级病原体可以说是当今人类健康的最大威胁。因此,开发了靶向外排泵的药物。然而,研究人员发现这些药物对流感嗜血杆菌没有影响。

“外排泵抑制剂与AcrB中富含苯丙氨酸的口袋结合。不幸的是,这些药物的目的是针对大肠杆菌等物种中进化较多的蛋白质,”研究对应的作者Kunihiko Nishino教授解释道。“因为流感嗜血杆菌AcrB更古老,我们发现它不含相同的口袋配置,因此不受外排泵抑制剂的影响。”

揭示这些进化差异表明,“一刀切”的方法不适合解决RND型外排泵。该研究提供了更准确的多药外排系统演变和机制的图片,这将有助于开发新的抗生素,以更有效地靶向特定的多药耐药病原体。

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