惊人的发现：耐多药细菌并不如我们所想

系统发育关系之间的选择RND型MDR转运蛋白。不同的群集以蓝色显示，子群集以深蓝色显示。AcrB-Hi位于左侧，而AcrB-Ec位于最右侧。

大阪大学的研究人员发现，流感嗜血杆菌中一个相对较古老的药物外排泵，与进化程度更高的同类药物相比，对相同的药物具有抗药性，并且只能通过稍微渗漏的膜通道来缓解。

大阪大学的研究人员做出了惊人的发现，即耐多药细菌的存在时间可能比我们想象的要长。

在本月发表在通信生物学上的研究结果中，研究人员研究了数百种RN​​D型外排泵之间的进化关系。外排泵是一种特殊蛋白，可以将多种不同类型的抗生素从细菌细胞中抽出，使其具有多药耐药性。

有趣的是，我们发现RND外排泵AcrB来自 H.研究报告的主要作者马丁·兹瓦玛（Martijn Zwama）解释说，“流感是相对古老的，但与大肠杆菌进化出的抗生素相比，出口了相同的抗生素。它不能做的很好的是出口胆盐，这不是 H.流感是在其正常栖息地遇到的，但却是肠道的常见组成部分，其中 E.大肠杆菌。

与相对较古老的AcrB-Hi相比，AcrB-Ec的富Phe坑已演化。

尽管这表明了泵在自然环境中的进化，但也表明多药识别是一个古老的特征。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会获得抗性基因或突变。

但是，尽管AcrB保护 H. “流感来自几种不同类别的抗生素，病原体仍然易受-内β酰胺和新霉素的侵害，这是研究人员以前无法解释的。

共同作者山口明仁说：“细菌膜包含选择性地让不同底物进入细胞的通道。”我们在 H. “流感，其中一种渠道OmpP2略有渗漏。这意味着AcrB从细胞中抽出的一些较小的药物可能会渗回到内部，在那里他们开始工作以杀死细菌。”

耐多药细菌对感染患者具有毁灭性（通常是致命的）影响。随着新菌株的不断出现，这些超级病原体可以说是当今对人类健康的最大威胁。因此，已经开发了针对外排泵的药物。但是，研究人员发现这些药物对 H.流感。

大肠杆菌和流感嗜血杆菌的外排泵和孔蛋白之间的相互作用。AcrB外排泵可以主动将抗生素从细菌细胞的周质和细胞质中运出，使其无效。AcrB-Ec还可以输出胆汁盐，胆汁盐存在于发现大肠杆菌的肠道环境中。相比之下，AcrB-Hi仅显示胆汁盐的弱输出。另外，外排泵抑制剂ABI-PP不影响AcrB-Hi，但完全抑制了AcrB-Ec的外排能力。来自流感嗜血杆菌的宽泛的OmpP2外膜孔蛋白将小型且细长的抗生素（例β如-内酰胺和新霉素）泄漏回细胞，使Hib细胞对这些抗生素敏感。

“外排泵抑制剂与AcrB中富含苯丙氨酸的口袋结合。不幸的是，这些药物被设计为针对诸如 E.大肠杆菌，并解释了研究通讯作者西野邦彦教授。因为 H.流感 AcrB较古老，我们发现它不具有相同的口袋结构，因此不受外排泵抑制剂的影响。

发现这些进化差异表明，“一刀切”的方法不适合解决RND型外排泵。这项研究为多药外排系统的演化和机理提供了更为准确的图景，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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参考：马丁·祖瓦玛（Martijn Zwama），山口明仁（Akihito Yamaguchi）和西野邦彦（Kunihiko Nishino）对流感嗜血杆菌多药外排泵AcrB的系统发生和功能表征，传播生物学。DOI：
10.1038 / s42003-019-0564-6