21世紀(jì)以來(lái),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(guó)際公認(rèn)的R.anatipestifer血清型有21個(gè),各血清型之間缺乏交叉保護(hù),使得不同國(guó)家和地區(qū)、同一地區(qū)不同時(shí)期或同一養(yǎng)殖場(chǎng)可同時(shí)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(jì)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(jī)制,目前主要有五種超級(jí)外排泵家族:ATP結(jié)合盒(ABC)多藥超級(jí)家族、主要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(易化子)超級(jí)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(shí)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(duì)細(xì)菌產(chǎn)生的多重耐藥性有顯著貢獻(xiàn),特別是在對(duì)各種轉(zhuǎn)運(yùn)家族的典型外排泵進(jìn)行深入研究后,大大提高了我們對(duì)多重藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí)。
近幾年來(lái),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(jī)制尚不清楚,特別是外排泵介導(dǎo)的耐藥機(jī)制。近期發(fā)表在《Frontiers in Microbiology》上的一項(xiàng)研究對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了探究。該研究首先對(duì)來(lái)源于我國(guó)的R.anatipestifer菌株開(kāi)展了大量的耐藥性流行病學(xué)調(diào)查,通過(guò)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?yàn)榫陻y帶耐藥基因或靶位點(diǎn)的突變導(dǎo)致,而是存在另外的一些耐藥機(jī)制,來(lái)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(jī)制之一,作者首先用熒光定量檢測(cè),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(duì)R.anatipestifer全序列進(jìn)行分析,推測(cè)出R.anatipestifer中存在15個(gè)假定外排泵基因,通過(guò)進(jìn)一步的qPCR檢測(cè)15個(gè)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(huì)變?yōu)榭股孛舾兄?,通過(guò)抑制外排泵基因的表達(dá),能夠改變菌株的耐藥表型。通過(guò)進(jìn)一步比較外排泵抑制劑CCCP和PAβN對(duì)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(cè)或抗生素作用靶位點(diǎn)上的研究,而作者則對(duì)外排泵基因表達(dá)對(duì)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(duì)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(huì)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(jī)制。未來(lái),將外排泵系統(tǒng)作為干預(yù)治療的候選藥物靶標(biāo),為開(kāi)發(fā)新型抗菌藥物提供新思路和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。