肺炎克雷伯菌TerC基因:碲/锌双重抗性机制及其毒力调控的新发现

【字体: 时间:2025年04月10日 来源:Microbiology Spectrum 3.7

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  本文揭示了肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)中ter操纵子的多重生理功能,首次证实terC基因不仅介导碲(Te(IV))抗性,还参与锌(Zn(II))、锰(Mn(II))抗性和噬菌体防御,并通过Galleria mellonella模型证明其毒力贡献。研究发现Zn(II)是比Te(IV)更强的ter操纵子诱导剂,为理解重金属抗性(HMR)基因与细菌适应性、毒力的关联提供了新视角,对多重耐药(MDR)病原体防控具有重要启示。

  

肺炎克雷伯菌作为医院获得性感染和社区获得性侵袭性感染的重要病原体,其超强毒力和多重耐药(MDR)菌株的出现已成为全球公共卫生重大威胁。研究发现临床分离株P1927携带包含ter操纵子(terZABCDEF)的大型杂交质粒,该菌株表现出对26种抗生素中22种耐药,同时对Te(IV)、Zn(II)、Mn(II)等重金属具有显著抗性。

基因组分析显示P1927属于ST11型,携带blaKPC-2等碳青霉烯酶基因和多种毒力因子。通过构建terC缺失突变体,发现该基因缺失导致Te(IV)耐受性降低33倍,Zn(II)和Mn(II)抗性也显著减弱。值得注意的是,Zn(II)对ter操纵子的诱导能力远超Te(IV),而Mn(II)特异性诱导terBCDE基因表达。

在生理功能方面,terC缺失使菌株对8种测试噬菌体的敏感性增加,噬斑形成面积显著扩大。Galleria mellonella幼虫感染模型显示,108 CFU接种剂量下terC缺失株毒力减弱,表明TerC可能通过重金属解毒作用增强病原体在宿主体内存活能力。

深入机制研究表明,Ter家族蛋白可能形成多位点金属结合复合物,其中TerC-TerB构成核心功能单元,与内膜应激反应、ATP酶活性和蛋白质合成等过程相关。系统发育分析揭示ter操纵子在多种病原菌中广泛分布,且常与转座酶基因相邻,提示其通过水平基因转移在不同菌种间传播。

该研究突破了传统认为ter操纵子仅参与碲抗性的认知,揭示其在锌锰代谢、噬菌体防御和毒力调控中的多重作用。特别值得注意的是,临床分离株中ter操纵子与超强毒力克隆群CG23/CG65/CG86的强相关性,为理解重金属抗性基因与细菌适应性进化的关联提供了新思路。这些发现对开发针对MDR病原体的新型抗菌策略具有重要指导价值。

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