通过在实验室中结合计算和物理观察,研究人员揭示了一个复杂的过程,一些常见的细菌利用这个过程来避免使用利福霉素类抗生素。利福霉素类抗生素是自然产生的,也被制造出来用于治疗传染病。利福霉素是通过结合RNA聚合酶起作用的,RNA聚合酶是细菌生命所必需的一种蛋白质。这种耐药细菌在环境和一些人类病原体中广泛存在,它们已经开发出一种蛋白质,可以从RNA聚合酶中喷射抗生素。一旦利福霉素被排出体外,它们就会用特别适应的蛋白质攻击并摧毁它。

“我们发现的是细菌袖子里的一种全新的诡计,可以避开这类抗生素,”研究人员Gerry Wright解释说,他是总部位于麦克马斯特的全球流行病和生物威胁研究所的负责人。“这就像是一记连击。它很迷人,很巧妙。”

这一发现表明,抗微生物药物耐药性(AMR)的机制比科学家此前认识到的更为复杂和高度进化。现在Wright和他的同事们正在梳理他们数以万计的样本数据库,看看是否有其他细菌也采用了类似的过程,以及它们是否揭示了可以用来制造急需的新抗生素的弱点。

他们的研究成果发表在今天颇具影响力的《Molecular Cell》杂志网络版上的一篇论文中。Wright说,这一发现让他对自然的适应性有了新的认识,也让他重新燃起了寻找和揭露细菌用来确保生存的其他方法的热情。我们多年来一直面临抗生素耐药性的问题。每次我们认为我们已经弄清楚了细菌抵抗抗生素的所有方法,就会出现这样的东西,让我们知道有一些我们以前甚至没有想到的技巧。抗生素耐药性是一个巨大的、日益增长的全球健康问题,应该得到更多的关注和更多的研究资源。尽管青霉素、利福霉素和其他已有的抗生素治疗方法的效力正在迅速减弱,但大多数制药公司并没有积极开发新的抗生素。药物的发现和开发是非常昂贵的,而且对抗生素的投资回报会很低,因为它们产生的收入不像患者一次使用多年的处方药那样多。抗生素耐药性对公共卫生的威胁太大了,不容忽视,需要政府、大学和制造商之间的合作。我们必须不断提醒人们这些bug有多棘手。在过去的两年半里,我们一直在关注COVID,但抗生素耐药性仍然是一个巨大的问题,这些细菌继续创新,并使它们的耐药性机制多样化,我们必须继续努力,以确保我们真正了解敌人。

Matthew D. Surette, Nicholas Waglechner, Kalinka Koteva, Gerard D. Wright. HelR is a helicase-like protein that protects RNA polymerase from rifamycin antibiotics. Molecular Cell, 2022