抗生素耐药性铜绿假单胞菌中发现新的弱点

抗生素耐药性细菌擅长发展新策略来避免被抗生素杀死。

铜绿假单胞菌就是其中一种细菌，它自然存在于土壤和水中，但医院、疗养院和免疫系统较弱的人居住的类似机构中也存在这种细菌的菌株。由于医院中发现的许多铜绿假单胞菌菌株对大多数抗生素都有耐药性，因此科学家不得不不断寻找杀死它们的新方法。

现在，南丹麦大学生物化学与分子生物学系和临床微生物学系的研究人员团队发现了铜绿假单胞菌的一个弱点，有可能成为一种新攻击方法的目标。该团队已在《微生物学谱》杂志上发表了他们的研究成果，链接 https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.03875-23。作者是 Clare Kirkpatrick、Magnus Z. Østergaard、Flemming D. Nielsen 和 Mette H. Meinfeldt。

厚而粘的生物膜

研究小组发现了一种减少铜绿假单胞菌表面生物膜形成的机制。粘稠的生物膜是细菌用来保护自己免受抗生素侵害的有力工具——铜绿假单胞菌也使用这种技巧。

这种生物膜非常厚且粘稠，抗生素无法穿透细胞表面并到达细胞内部的目标。也许有一天，我们可以从药理学上刺激这种机制，以减少铜绿假单胞菌表面的生物膜发展。”

生物化学和分子生物学系研究主管克莱尔·柯克帕特里克

三个新基因

具体来说，研究人员研究了实验室培养的铜绿假单胞菌菌株中新发现的三种基因。当他们过度表达这些基因时，他们发现生物膜显著减少。重要的是，受这些基因影响的系统是铜绿假单胞菌核心基因组的一部分，这意味着它普遍存在于迄今为止测序的所有铜绿假单胞菌菌株中。

“作为铜绿假单胞菌核心基因组的一部分，该系统已在所有研究的铜绿假单胞菌菌株中发现，包括从患者身上分离出的多种菌株。因此，有理由相信，通过该系统减少生物膜对所有已知的铜绿假单胞菌菌株都应该有效”，克莱尔·柯克帕特里克说。

细菌菌株在压力之下可以独立进化，并快速且持续地变异。感染铜绿假单胞菌菌株的患者最初对抗生素治疗反应良好，但随后随着菌株在治疗过程中产生耐药性，这种情况并不少见。菌株会变异，但它们的共同核心基因组不会改变。

细胞壁受压

在他们的实验中，研究人员通过过度表达基因激活了生物膜减少系统。但他们还发现该系统自然受到细胞壁压力的刺激。

“因此，如果我们对细胞壁施加压力，自然就会导致生物膜减少，从而使抗生素更容易穿透细胞壁”，Clare Kirkpatrick 说道，并补充道：

“目前，针对细胞壁的药物尚未广泛用于对抗铜绿假单胞菌，但也许它们可以开始用作添加剂，以帮助减少生物膜的产生并改善现有抗生素对细胞的获取。”

细菌细胞壁与人类细胞壁有很大不同

在对抗传染性细菌时，只有有限数量的目标可以攻击。细菌和人体细胞中都存在的目标无法被攻击，因为抗生素也会影响人体细胞。

细菌细胞和人类细胞有一些共同的目标，例如复制 DNA 的过程和控制细胞基本葡萄糖代谢或呼吸的过程。

细菌独有的目标包括各种蛋白质的功能，而且细菌细胞壁也被认为是合适的目标，因为它与人类细胞壁有很大不同。