mBio:缺陷型金黃色葡萄球菌表現出特異性的抗生素選擇性

2020-11-29 生物谷

2012年12月2日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在國際雜誌mBio上的一篇研究報告中,來自丹麥哥本哈根大學的研究者揭示了針對含有陰性群體感應系統的金黃色葡萄球菌的抗生素的選擇。

金黃色葡萄球菌是人類機體中常見的一種共生菌,在某些條件下其可以轉化成致病菌,引發致命性的感染。為了精細控制細菌的毒力,金葡菌開發出了一套agr群體感應系統,其通過胞外效應分子RNAIII來調節毒力基因的表達。

這項研究中,研究者闡述了agr操縱子的存在可以增強金葡菌對於RNAIII的表達,進而影響細菌的毒力表達情況。未來研究中,研究者希望深入研究,暴露在不死劑量的抗生素環丙沙、莫匹羅星及利福平下,細菌是否可以通過誘導RNAIII的表達來增加agr給細菌所帶來的環境適應度及毒力。

研究者的研究結果闡述了為何從醫院金葡菌感染換種分離出的agr缺陷菌株比較頻繁,以及含有agr的金黃色葡萄球菌所表現出的對抗生素的適應性。

本文中,研究者Ingmer H說,我們發現了agr陰性的菌株相比agr陽性的菌株,在不死劑量抗生素的影響下所表現出較好的適應度,而且由於agr效應分子RNAIII的存在可以誘發agr陽性細胞出現適應度的缺失。這些結果可以幫助研究者解釋,為何臨床中總能夠分離得到agr缺失的金葡菌菌株,這就為研究者開發新型的抵禦金黃色葡萄球菌感染的療法提供了新的思路。(生物谷Bioon.com)

Antibiotic-Mediated Selection of Quorum-Sensing-Negative Staphylococcus aureus.

Paulander W, Nissen Varming A, Bæk KT, Haaber J, Frees D, Ingmer H.

Staphylococcus aureus is a human commensal that at times turns into a serious bacterial pathogen causing life-threatening infections. For the delicate control of virulence, S. aureus employs the agr quorum-sensing system that, via the intracellular effector molecule RNAIII, regulates virulence gene expression. We demonstrate that the presence of the agr locus imposes a fitness cost on S. aureus that is mediated by the expression of RNAIII. Further, we show that exposure to sublethal levels of the antibiotics ciprofloxacin, mupirocin, and rifampin, each targeting separate cellular functions, markedly increases the agr-mediated fitness cost by inducing the expression of RNAIII. Thus, the extensive use of antibiotics in hospitals may explain why agr-negative variants are frequently isolated from hospital-acquired S. aureus infections but rarely found among community-acquired S. aureus strains. Importantly, agr deficiency correlates with increased duration of and mortality due to bacteremia during antibiotic treatment and with a higher frequency of glycopeptide resistance than in agr-carrying strains. Our results provide an explanation for the frequent isolation of agr-defective strains from hospital-acquired S. aureus infections and suggest that the adaptability of S. aureus to antibiotics involves the agr locus. IMPORTANCE Staphylococcus aureus is the most frequently isolated pathogen in intensive care units and a common cause of nosocomial infections, resulting in a high degree of morbidity and mortality. Surprisingly, a large fraction (15 to 60%) of hospital-isolated S. aureus strains are agr defective and lack the main quorum-sensing-controlled virulence regulatory system. This is a problem, as agr-defective strains are associated with a mortality level in bacteremic infections and a probability of glycopeptide resistance greater than those of other strains. We show here that agr-negative strains have a fitness advantage over agr-positive strains in the presence of sublethal concentrations of some antibiotics and that the fitness defect of agr-positive cells is caused by antibiotic-mediated expression of the agr effector molecule RNAIII. These results offer an explanation of the frequent isolation of agr-defective S. aureus strains in hospitals and will influence how we treat S. aureus infections.

相關焦點

  • 金黃色葡萄球菌研究現狀_金黃色_葡萄球菌_現狀_醫脈通
    金黃色葡萄球菌無芽胞、鞭毛,大多數無莢膜。革蘭染色陽性,衰老或死亡後可轉為陰性。       1.2培養特性        金黃色葡萄球菌營養要求不高,在普通培養基上生長良好,需氧或兼性厭氧,最適生長溫度37℃,最適生長pH7.4。
  • 致病性金黃色葡萄球菌新療法
    由美國聖地牙哥分校加州大學(UCSD) Victor Nizet教授最近發現,金黃色葡萄球菌的致病力中具一關鍵因子,使其可在免疫系統的白血球毒殺作用中逃脫。此一關鍵因子,就是金黃色葡萄球菌利用其葡萄金黃色素(Staphyloxanthin)將自己粉飾成金黃色,藉此色素來逃脫體內用以清除致病菌的免疫系統。
  • 金黃色葡萄球菌感染怎麼辦?糖尿病增加金黃色葡萄球菌感染風險
    研究者們報告說,金黃色葡萄球菌(一種經常對抗生素具有抗藥性的細菌)在富含葡萄糖的糖尿病患者體內會旺盛生長,進而激活某些最具毒性的功能。此外,胰島素的缺乏會阻止免疫系統對感染作出反應。金黃色葡萄球菌最常與這些類型的侵襲性感染相關,在糖尿病控制不佳的人群中尤其如此。
  • 金黃色葡萄球菌是誰?
    金黃色葡萄球菌是誰?
  • Nature最新論文推翻前理論:第一張高解析度金黃色葡萄球菌細胞壁圖像
    來自謝菲爾德大學的科學家們製作了第一張金黃色葡萄球菌細胞壁的高解析度圖像,揭示了金黃色葡萄球菌細菌外層的新結構 這一重要成果公布在4月29日Nature雜誌上,推翻了先前有關金黃色葡萄球菌外層結構的理論,有助於科學家們進一步了解抗菌素的耐藥性,為理解細菌如何生長以及抗生素如何發揮作用提供了新的框架。 研究人員表示,這些圖像為細菌細胞壁的組成提供了前所未有的新見解,並為開發抗生素,特別是對抗抗生素耐藥性提供新方法策略。
  • 促進腸球菌獨特生物學和內在抗生素耐藥性的基因
    然而,基因鑑定對於糞腸球菌來說是很重要的,經過類似的測試可知,它們對於金黃色葡萄球菌和肺炎鏈球菌的適應性是沒有影響或不重要的。此外,已鑑定出217個基因,當受到亞MIC抗生素水平的挑戰時,它們表現出對轉座子破壞的耐受性降低,包括那些先前被證明有助於內在抗性的基因,以及其他先前未賦予這種作用的基因。E. 糞便是少數在實驗實驗中證明具有功能性Entner-Doudoroff碳代謝途徑的革蘭氏陽性細菌之一,這種途徑有助於其他微生物的抗應力。
  • 科學家用光來殺滅金黃色葡萄球菌
    近日,範德堡大學醫學院的研究者Eric Skaar在其tweet上發表了這樣一句話「如果金黃色葡萄球菌像吸血鬼一樣喝我們的血的話,那麼讓我們用太陽光來殺死它」。推文一經發布被轉發了好多次,當然了,這也是研究領域中發表的最流行的推文之一了。
  • 藥大學子用金黃色葡萄球菌畫出「天安門」!
    這些腦洞大開的作品利用了微生物培養和紫外線消毒滅菌技術。藥大學生在該校生命科學與技術學院陳向東副教授、王崢老師的指導下,提前設計好相關圖案,並以金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、穀草芽孢桿菌、藤黃八疊球菌等菌落為「翰墨顏料」,在營養瓊脂培養基平板中繪製好自己精心準備的圖案,然後放入37攝氏度恆溫培養箱中。三天後,金黃色葡球菌等各色各形的培養菌落就能長成預先設計好的圖案。
  • 超級細菌MRSA有了剋星:來自鼻腔的抗生素
    科技日報北京7月27日電 (記者王小龍)「住」在我們鼻腔中的一種細菌可生產出能殺死超級細菌的新藥。德國圖賓根大學的一個研究小組稱,他們在人類鼻腔內發現的一種名為「路鄧葡萄球菌」的細菌,具有獨特功效,在被製成抗生素後不但能殺滅超級細菌,還不易產生耐藥性。該發現有助研發出新型療法,讓此前「刀槍不入」的超級細菌聞風喪膽。抗生素曾被稱為抗菌素,在大量使用多年後,也讓細菌產生了極強的抗藥性。以耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、抗萬古黴素腸球菌(VRE)等為代表的超級細菌開始逐漸囂張。
  • 葡萄球菌的前世今生
    這就是人類歷史上第一個抗生素——青黴素的誕生。在這之前,人類滅殺葡萄球菌只能靠石碳酸、硼酸等一些防腐劑,即使後來合成出磺胺,但它對葡萄球菌似乎沒有太大的作用。青黴素對葡萄球菌具有強大的作用,它可以自由通過葡萄球菌的細胞壁,進入後與一種叫做PBPs的蛋白結合,抑制細胞壁的合成,葡萄球菌失去了細胞壁的保護後膨脹、裂解而死亡。
  • 【直播課堂】金黃色葡萄球菌耐藥性發生的分子機制
    金黃色葡萄球菌耐藥性發生的分子機制;摘要:我們利用分子遺傳學、生物化學和基因組學等技術手段,解析了耐藥性金黃色葡萄球菌MRSA和VISA
  • Nature:合成化學助力抗生素「再展雄風」
    這些分子產生的進化過程必然伴隨著耐藥性機制的共同進化,從而縮短了任何一類抗生素的臨床壽命。維吉尼亞黴素乙醯轉移酶 (Vat)是一種耐藥蛋白,它能保護不受鏈球菌蛋白s2的傷害(鏈球菌蛋白s2是針對抑制細菌核糖體的革蘭陽性細菌的有效抗生素)。由於有選擇性地修飾A群鏈脲蛋白的化學複合物、23元的大環支架的挑戰,能夠克服Vat酶賦予的抗性的類似物尚未被開發。
  • IgE效應子機制與肥大細胞共同促進對金黃色葡萄球菌宿主防禦的建立
    IgE效應子機制與肥大細胞共同促進對金黃色葡萄球菌宿主防禦的建立 作者:小柯機器人 發布時間:2020/9/12 21:48:55 維也納醫科大學Sylvia Knapp等研究人員合作發現,IgE效應子機制與肥大細胞共同促進對金黃色葡萄球菌宿主防禦的建立
  • 耐甲氧西林金黃色葡萄球菌肺炎的診斷與治療_耐甲氧西林金黃色葡萄...
    中國細菌耐藥性監測(CHINET) 2013年的資料顯示,金黃色葡萄球菌佔分離總菌株數的9.61%,其中MRSA在金黃色葡萄球菌中的平均檢出率為45.2%,MRSA分離率最高的醫院達72.0% 。 MRSA肺炎的臨床表現與革蘭陰性菌肺炎 非常相似。在一項關注院內合併菌血症性金黃色葡萄球 菌肺炎預後的研究中,MRSA肺炎患者的平均年齡為58.4 歲,其平均APACHE n評分為20分,36%的患者合併糖尿 病,88%的患者接受機械通氣,並且這些患者發生MRSA肺 炎前在ICU的平均住院時間為9 d。
  • 原發性免疫缺陷病病因是什麼?患上這種疾病,會有什麼臨床表現?
    根據免疫缺陷性質的不同,可分為主要的體液免疫缺陷、主要的細胞免疫缺陷和聯合免疫缺陷三種類型。另外,非特異性免疫缺陷如補體病、吞噬細胞病也屬於本組。B細胞發育和功能異常,有約70%是因為原發免疫缺陷病,其中以低丙球蛋白血症及各種免疫球蛋白缺失的特定類型的丙球蛋白選擇性缺陷最常見。
  • Nat Biotechnol:將細菌基因組致病島改造成一種抗葡萄球菌神器
    2018年9月30日/生物谷BIOON/---金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)通常對抗生素產生耐藥性,因而對安全的醫院護理構成威脅。在一項新的研究中,來自美國紐約大學醫學院的研究人員發現,從病毒進化而來的基因組「島嶼(islands)」能夠轉化為阻止金黃色葡萄球菌感染的抗菌「無人機(drones)」。
  • 中科院微生物所科普:抗生素為何不能抗病毒
    (抗擊新型肺炎)中科院微生物所科普:抗生素為何不能抗病毒  中新網北京1月31日電 (記者 孫自法)當前,新型冠狀病毒感染肺炎疫情引發廣泛關注,公眾在做好自我防護的同時也會聽到「目前沒有特效藥物」的消息,對此,有人會問:病毒和細菌到底有什麼異同?為什麼不能用抗生素治療呢?為何不能用抗生素殺病毒?