介導(dǎo)鴨疫里默氏桿菌耐藥的外排泵系統(tǒng)

21世紀(jì)以來，鴨漿膜炎已成為制約養(yǎng)鴨業(yè)發(fā)展的重要傳染病之一。該病是由鴨疫里默氏桿菌(Riemerella anatipestifer)引起的鴨、鵝、火雞等禽類的一種高致病性、接觸性傳染病，患病鴨的死亡率可高達(dá)75 %。目前，國際公認(rèn)的R.anatipestifer血清型有21個，各血清型之間缺乏交叉保護(hù)，使得不同國家和地區(qū)、同一地區(qū)不同時期或同一養(yǎng)殖場可同時存在多種血清型或亞型的混合感染。由于疫苗使用的局限性，抗菌藥物在控制R.anatipestifer感染方面發(fā)揮了重要作用，但隨著抗菌藥物的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致R.anatipestifer耐藥菌株不斷出現(xiàn)，直接威脅養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展和人類健康，造成巨大經(jīng)濟損失。

藥物外排泵系統(tǒng)介導(dǎo)細(xì)菌內(nèi)源性和獲得性耐藥的一種主要機制，目前主要有五種超級外排泵家族：ATP結(jié)合盒(ABC)多藥超級家族、主要轉(zhuǎn)運蛋白(易化子)超級家族(MFS)、多藥和有毒化合物外排家族(MATE)、耐藥結(jié)節(jié)化分化家族(RND)、小多重耐藥家族(SMR)。自20世紀(jì)70年代后期，細(xì)菌外排泵在耐藥性中的作用被識別后，直到最近20多年，許多細(xì)菌的藥物外排泵系統(tǒng)得到鑒定，被證明對細(xì)菌產(chǎn)生的多重耐藥性有顯著貢獻(xiàn)，特別是在對各種轉(zhuǎn)運家族的典型外排泵進(jìn)行深入研究后，大大提高了我們對多重藥物轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識。

近幾年來，R.anatipestifer的耐藥性逐年增加，然而，導(dǎo)致這些菌株耐藥的分子機制尚不清楚，特別是外排泵介導(dǎo)的耐藥機制。近期發(fā)表在《Frontiers in Microbiology》上的一項研究對該問題進(jìn)行了探究。該研究首先對來源于我國的R.anatipestifer菌株開展了大量的耐藥性流行病學(xué)調(diào)查，通過耐藥表型和耐藥基因型的研究發(fā)現(xiàn)，R.anatipestifer產(chǎn)生耐藥并不都是因為菌株攜帶耐藥基因或靶位點的突變導(dǎo)致，而是存在另外的一些耐藥機制，來協(xié)同發(fā)揮作用。為了進(jìn)一步明確外排泵是否為導(dǎo)致R.anatipestifer產(chǎn)生多重耐藥的主要機制之一，作者首先用熒光定量檢測，明確在R.anatipestifer菌株中存在外排泵系統(tǒng)，隨后又結(jié)合生物信息學(xué)，對R.anatipestifer全序列進(jìn)行分析，推測出R.anatipestifer中存在15個假定外排泵基因，通過進(jìn)一步的qPCR檢測15個假定外排泵基因在7類抗生素刺激下的表達(dá)情況，初步明確了外排基因與抗生素的相關(guān)性。隨后，為進(jìn)一步明確外排泵系統(tǒng)參與R.anatipestifer產(chǎn)生耐藥，作者分別添加兩種外排泵抑制劑(CCCP和PAβN)和不同種類的抗生素相互作用，協(xié)同刺激細(xì)菌后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)添加外排泵抑制劑后，有些R.anatipestifer耐藥菌株會變?yōu)榭股孛舾兄辏ㄟ^抑制外排泵基因的表達(dá)，能夠改變菌株的耐藥表型。通過進(jìn)一步比較外排泵抑制劑CCCP和PAβN對R.anatipestifer多重耐藥菌株的作用，發(fā)現(xiàn)在R.anatipestifer菌株中主要存在RND和MFS兩種外排泵系統(tǒng)。

關(guān)于R.anatipestifer耐藥性的文章較多集中在耐藥基因的檢測或抗生素作用靶位點上的研究，而作者則對外排泵基因表達(dá)對R.anatipestifer產(chǎn)生耐藥性的影響做了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)外排泵基因表達(dá)受外排泵抑制劑抑制后，能夠改變R.anatipestifer的耐藥表型，指出了外排泵基因?qū).anatipestifer產(chǎn)生耐藥的重要性，也證明了不同外排泵家族的基因?qū).anatipestifer的耐藥性具有不同的促進(jìn)作用。該文章對R.anatipestifer如何產(chǎn)生多重耐藥性的研究提供了好的思路和視角，相信進(jìn)一步深入研究將會更全面地了解外排泵基因表達(dá)調(diào)控細(xì)菌耐藥的分子機制。未來，將外排泵系統(tǒng)作為干預(yù)治療的候選藥物靶標(biāo)，為開發(fā)新型抗菌藥物提供新思路和實驗依據(jù)。