致命的超級細(xì)菌每年可感染約54,500美國人，其擁有一種秘密武器-一種蛋白質(zhì)，可以抵抗抗生素治療和免疫系統(tǒng)攻擊。然而，現(xiàn)在的秘密已經(jīng)揭曉，德克薩斯大學(xué)休斯敦健康科學(xué)中心(UTHealth)的研究人員已經(jīng)確定了這種蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)可作為耐萬古霉素的腸球菌(VRE)的防御機(jī)制。他們的發(fā)現(xiàn)為將來對抗抗生素耐藥性的治療選擇打開了大門。

“我們知道細(xì)菌具有先天的應(yīng)激反應(yīng)系統(tǒng)，但我們還不完全了解這些反應(yīng)是如何引發(fā)的，從而引起抗生素耐藥性，”德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)博士Anderson Cancer的微生物學(xué)和傳染病專業(yè)博士生Ayesha Khan說。中心是UTHealth生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所，也是該研究的主要作者。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》 12月刊上，該研究揭示了一種名為LiaX 的蛋白質(zhì)被細(xì)菌釋放到環(huán)境中以感知抗生素的存在，從而導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞的重組。防止藥物破壞它。VRE在疾病控制中心的最新威脅報(bào)告中，并且通常與醫(yī)療機(jī)構(gòu)相關(guān)。它可能導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥，2017年在美國造成近5,400人死亡

UTHealth麥戈文醫(yī)學(xué)院的教授，Herbert L.和Margaret教授塞薩爾·阿里亞斯醫(yī)學(xué)博士說：“我們發(fā)現(xiàn)了一種重要的與醫(yī)院相關(guān)且具有多重耐藥性的病原體的'致命弱點(diǎn)'。 W.杜邦傳染病學(xué)系主任。“通過確定對抗生素反應(yīng)的主要介體和我們免疫系統(tǒng)的第一道防線，這將為針對這些與重癥患者疾病相關(guān)的生物體開辟主要的治療和診斷研究途徑。”

研究人員研究了能夠阻止達(dá)托霉素對嚴(yán)重細(xì)菌感染的最后治療的VRE臨床菌株攻擊細(xì)菌的細(xì)胞膜。

“達(dá)托霉素殺死細(xì)菌的方式尚不完全清楚。我們知道細(xì)菌在細(xì)胞中間有一個“分裂隔膜”，在該區(qū)域中細(xì)胞分裂，達(dá)托霉素與隔膜結(jié)合以殺死細(xì)胞。細(xì)菌已經(jīng)學(xué)會了如何從目標(biāo)中分散抗生素。”

腸球菌和其他細(xì)菌具有稱為LiaFSR的應(yīng)激反應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有助于細(xì)菌建立耐藥性并適應(yīng)許多環(huán)境應(yīng)激源。他們發(fā)現(xiàn)LiaX是該系統(tǒng)的主要參與者。

汗說：“我們把LiaX稱為抗藥性的主要調(diào)節(jié)劑，它基本上告訴細(xì)菌重塑其保護(hù)性細(xì)胞包膜，使達(dá)托霉素與隔膜結(jié)合，并使細(xì)胞存活。”

當(dāng)研究人員研究臨床菌株時，他們特別注意到了一名血液中VRE感染的患者。盡管該菌株開始對達(dá)托霉素敏感，但在患者接受達(dá)托霉素治療后出現(xiàn)了耐藥性。

汗說：“我們觀察到細(xì)胞外高水平的蛋白質(zhì)與抗生素結(jié)合，并向細(xì)胞發(fā)出信號以激活應(yīng)激反應(yīng)。”

本質(zhì)上，LiaX蛋白的行為就像保羅·里維爾(Paul Revere)一樣，警告細(xì)菌細(xì)菌即將來臨抗生素。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)不僅可以感知抗生素，還可以在發(fā)生免疫反應(yīng)時發(fā)出信號。

免疫系統(tǒng)會產(chǎn)生抗菌肽，這種抗菌肽可幫助抵抗細(xì)菌或真菌等細(xì)菌引起的感染。它們通過破壞細(xì)胞膜而起作用，就像達(dá)托霉素一樣。

汗說：“我們揭示的不僅是LiaX可以作為鎖住達(dá)托霉素的前哨蛋白，還可以感知由我們的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的抗菌肽并引起相同的細(xì)胞重組反應(yīng)。”

腸球菌細(xì)菌自然存在于腸道中。對于沒有免疫系統(tǒng)受損的健康個體，這通常不是問題。但是，這種對抗生素治療和人體自然產(chǎn)生的免疫反應(yīng)的防御機(jī)制的發(fā)現(xiàn)指向細(xì)菌的整體進(jìn)化，使其繼續(xù)增長，具有越來越強(qiáng)的抗藥性和彈性。

根據(jù)研究人員的研究，他們的主要收獲不僅在于VRE產(chǎn)生了一種哨兵蛋白，可以保護(hù)細(xì)菌免受抗生素和免疫系統(tǒng)的侵害，而且其固有的保護(hù)作用使細(xì)菌在感染期間更具致死性。