头孢曲松耐受性淋病奈瑟菌的转录组学特征揭示核糖体基因下调——一项探索性研究

（编辑推荐）本研究通过转录组测序（RNA-Seq）揭示了淋病奈瑟菌（Neisseria gonorrhoeae）在头孢曲松（CRO）压力下形成耐受性的分子机制，发现核糖体RNA（16S/23S rRNA）及tRNA基因的显著下调是细菌通过代谢减速实现生存的关键策略，为破解抗生素治疗失败提供了新视角。

　　

ABSTRACT

抗生素耐受性（antibiotic tolerance）与治疗失败密切相关，但其分子机制尚不明确。本研究通过循环暴露淋病奈瑟菌参考株WHO P于10倍最小抑菌浓度（10× MIC）的头孢曲松（CRO），诱导出耐受表型。转录组分析显示，随着暴露时间延长（1/3/7天），耐受菌株呈现核糖体基因（16S/23S rRNA）和tRNA（如tRNA-Ser、tRNA-Leu）的渐进性下调，同时伴随6S RNA（ssrS）和蛋白输出伴侣SecB的抑制。第7天时，51个差异表达基因（DEGs）中出现了硫转运体（cysT）和氮调控蛋白（glnD）的上调，提示细菌通过代谢重编程适应压力。

INTRODUCTION

抗生素耐受性不同于耐药性（MIC不变），表现为细菌通过延长滞后期（lag phase）等策略存活。淋病奈瑟菌作为淋病的病原体，其头孢曲松耐受性可能通过生物膜形成或代谢抑制介导。既往研究发现，肛门直肠感染的耐受率高于泌尿生殖道感染，暗示解剖部位微环境影响表型。本研究首次通过转录组学探索淋病奈瑟菌耐受性的分子基础。

MATERIALS AND METHODS

实验采用WHO P菌株（CRO MIC=0.004 μg/mL），每日循环暴露于0.04 μg/mL CRO 3小时，持续7天。通过改良耐受性纸片（TD）试验筛选耐受菌落，并利用Illumina测序平台进行RNA-Seq。数据分析采用CLC Genomics Workbench，以错误发现率（FDR）<0.05筛选DEGs。

RESULTS

• 条件1（1天暴露）：未发现DEGs。
• 条件2（3天暴露）：13个基因下调，包括4个23S rRNA（如C7S06_RS07095，log₂FC=?7.36）和4个16S rRNA（如C7S06_RS07110，log₂FC=?8.49）。
• 条件3（7天暴露）：51个DEGs中，SecB（log₂FC=?1.85）和多个tRNA显著下调，而硫/氮转运相关基因（如cysT，log₂FC=1.46）上调。
• 条件4（全时程分析）：10个核心DEGs（如tRNA-Ser、6S RNA）持续下调。

DISCUSSION

核糖体基因下调与结核分枝杆菌（M. tuberculosis）休眠状态相似，提示淋病奈瑟菌可能通过“代谢休眠”逃避抗生素杀伤。6S RNA的抑制可能通过调控RNA聚合酶影响全局转录。硫/氮转运体的上调或为维持应激下的元素稳态。研究局限包括样本量小和缺乏RT-qPCR验证，但为临床中反复发作的淋病感染提供了潜在解释——耐受菌株可能在药物浓度波动的解剖部位（如直肠）持续存活。

ACKNOWLEDGMENTS

研究由PRESTIP项目资助，团队通过多学科协作揭示了耐受性的转录组特征，为开发靶向代谢通路的辅助疗法奠定基础。