在细菌中发现利福霉素抗药性

加拿大麦克马斯特大学的科学家发现了一种广泛存在于细菌中的蛋白质，可以保护细菌免受利福霉素家族抗生素的侵害。研究结果发表在《分子细胞》杂志上，题为“HelR是一种解旋酶样蛋白，可保护RNA聚合酶免受利福霉素抗生素的影响”。研究结果强调，抗菌素耐药性的机制比之前意识到的更为复杂。

天然利福霉素及其合成衍生物如利福平和利福布丁构成一类有效对抗分枝杆菌感染(如结核病、麻风病和腹泻)的抗生素。它们通过抑制细菌RNA聚合酶发挥作用，但不影响类似的哺乳动物酶。DNA引导的RNA聚合酶是从DNA模板合成RNA的酶，因此对于生存至关重要。

细菌RNA聚合酶的突变是细菌对利福霉素产生耐药性的主要原因，但许多细菌编码特定的酶，这些酶可以催化复杂的机制来改变和阻断利福霉素。这些特定酶的表达由细菌基因组中的回文序列控制，该序列长19个碱基对，称为RAE(利福霉素相关元件)。

这项研究的作者以RAE序列的存在为指导，在委内瑞拉链霉菌中发现了一种名为HelR的解旋酶样蛋白，该蛋白使细菌对利福霉素产生耐药性。耐药细菌利用HelR从RNA聚合酶中“启动”抗生素。一旦利福霉素被排出，细菌就会使用特殊的蛋白质来攻击并摧毁它。

“我们发现的是细菌逃避此类抗生素的全新伎俩，”格里·赖特博士说，他是麦克马斯特全球流行病和生物威胁研究中心的负责人，也是纸。“这就像一拳二拳。这太迷人了，而且太狡猾了。”

赖特和他的同事正在梳理他们的数据库，以识别其他使用类似策略在利福霉素攻击下生存的细菌，以及这些细菌的潜在漏洞，这些漏洞可用于制造急需的新型利福霉素抗生素。

“我们发现与这种耐药性相关的基因广泛存在于环境细菌和一些人类病原体中——幸运的是不是那些导致结核病的基因，而是一些相关的病原体，”赖特说。

HelR广泛存在于放线菌门中，该门主要由革兰氏阳性菌组成，并包括几种分枝杆菌病原体。这对开发有效的利福霉素衍生物提出了另一个挑战。

“每当我们认为我们已经弄清楚了细菌抵抗抗生素的所有方式时，就会出现这样的事情，让我们知道有一些我们以前从未想到过的技巧，”赖特说。

赖特敦促政府、大学和制造商合作开发新的有效抗生素，并解决大多数制药公司不愿投资抗生素发现和开发的问题，因为与长期处方药物相比，投资回报率较低。

赖特说：“抗生素耐药性是一个巨大且日益严重的全球健康问题，应该引起更多的关注和更多的研究资源。”“我们必须不断提醒人们这些错误是多么棘手。在过去的两年半里，我们都在关注新冠病毒，但抗菌药物耐药性继续在人们的关注下出现，这些细菌的耐药机制也在不断创新和多样化。我们必须继续努力，确保我们真正了解敌人。”

赖特说，细菌用来逃避抗生素的机制的多样性仍然令人惊讶。他警告说，如果我们忽视这种多样性，就会面临危险，并提到需要像“OneHealth”这样的努力来更好地了解这种环境耐药性。他说，麦克马斯特在研究抗菌素耐药性和开发解决方案方面发挥着重要作用。