近日,我院焦新安教授团队在《PLoS Pathogens》在线发表了题为“The efflux pump SugE2 involved in protection ofSalmonella4,[5],12:i:- against quaternary ammonium salts and inhibition of virulence”(DOI:10.1371/journal.ppat.1012951)的研究论文。该研究系统揭示了鼠伤寒沙门菌单相变异体SugE2外派泵在季铵盐消毒剂抗性和毒力调控中的双重作用机制。
鼠伤寒沙门菌单相变异体(Salmonella4,[5],12:i:-)是近年来全球范围内快速传播的重要食源性病原菌,其多重耐药特性给临床治疗和公共卫生防控带来严峻挑战。季铵盐类消毒剂(QACs)作为畜牧业和食品工业中广泛使用的消毒剂,其长期使用导致的细菌耐药性问题日益突出。本研究发现部分鼠伤寒沙门菌单相变异体分离株对DDAB等消毒剂耐受能力呈现上升趋势。
研究团队对猪场分离获得的109株S4,[5],12:i:-菌株进行分析,发现ZC055等菌株对双癸基二甲基溴化铵(DDAB)的最小抑菌浓度高达200 μg/mL。通过全基因组测序和转录组分析发现两个小分子多药外排泵——SugE1和SugE2,对DDAB的耐受至关重要。值得关注的是,SugE2不仅参与消毒剂的外排,还能够感知季铵盐和肠道内容物信号,负调控沙门菌III型分泌系统1(T3SS1)的表达,从而降低沙门菌的黏附和侵袭能力。动物实验表明,sugE2缺失株在小鼠感染模型中表现出更强的致病性,导致更高的器官载菌量和死亡率。该研究揭示了肠道微环境能特异性诱导sugE2表达,进而通过抑制SPI-1来调控感染进程的分子机制,为理解沙门菌在宿主体内的适应性进化提供了新视角。
该研究将外排泵的耐药功能与毒力调控联系起来,揭示了细菌在环境压力与宿主适应间的平衡机制。SugE2的双重功能为开发同时靶向耐药性和毒力的新型抗菌策略提供了重要靶点,同时,研究成果对指导畜牧业消毒剂合理使用、预防耐药菌传播具有重要实践意义。
扬州大学生物科学与技术学院博士研究生田禹齐为论文第一作者,焦新安教授、潘志明教授和顾丹副教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2022YFC2604200)和国家自然科学基金(31920103015和32161143011)等项目的支持。
