极端环境来源的ST1-YtnP内酯酶：抗多重耐药铜绿假单胞菌毒力的新型生物武器

面对多重耐药(MDR)铜绿假单胞菌的临床威胁，研究人员从塞尔维亚Vranjska Banja热泉的嗜热芽孢杆菌中分离出ST1-YtnP内酯酶，通过破坏群体感应(QS)系统显著降低毒力因子表达和生物膜形成，与美罗培南联用可完全挽救感染线虫。该研究为抗耐药感染提供了新型酶疗法策略。

　　

抗生素耐药性危机正以惊人速度蔓延，世界卫生组织警告：到2050年，耐药菌感染可能导致每年1000万人死亡，超过癌症成为人类头号杀手。在这场没有硝烟的战争中，铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)凭借其复杂的群体感应(Quorum Sensing, QS)系统和顽固的生物膜形成能力，被列为"关键优先级病原体"。更令人担忧的是，携带NDM-1(新德里金属β-内酰胺酶1)的超级耐药菌株不断涌现，使得包括碳青霉烯类在内的"最后防线"抗生素频频失效。

面对这一严峻挑战，塞尔维亚贝尔格莱德大学分子遗传与遗传工程研究所(Institute of Molecular Genetics and Genetic Engineering, University of Belgrade)的研究团队将目光投向了极端环境——欧洲最热的Vranjska Banja热泉(水温63-95℃)。在这片微生物"炼狱"中，Jovana Curcic等科学家从耐热菌Bacillus licheniformis ST1中成功挖掘出一种新型武器：ST1-YtnP内酯酶。这项突破性研究发表在《Biomedicine》杂志，为抗感染治疗提供了全新思路。

研究人员采用多学科交叉技术展开攻关：通过生物信息学分析酶结构特征；利用大肠杆菌表达系统进行重组蛋白制备；采用CV026紫色杆菌生物测定法验证AHLs(酰基高丝氨酸内酯)降解活性；结合LC-MS/MS精确鉴定酶解产物；运用荧光显微镜观察生物膜抑制效果；通过RT-qPCR量化毒力基因表达变化；最后在线虫(C. elegans)模型中评估体内毒性和治疗效果。

研究结果揭示：

3.1 生物信息学分析显示ST1-YtnP具有金属β-内酰胺酶超家族(MBL)特征性HXHXDH活性中心，与已知耐热内酯酶YtnP-ZP1有98%相似性。值得注意的是，完整N端序列可能影响其热稳定性，这解释了为何该酶在42℃以上活性显著下降。

3.4 荧光显微镜下，100 μg/ml ST1-YtnP处理组的铜绿假单胞菌MMA83生物膜呈现"疏松多孔"的瓦解状态，而对照组则形成致密的立体结构。这种破坏作用不伴随细菌生长抑制，证实了其"抗毒力而非杀菌"的特性。

3.5 基因表达谱分析发现惊人效果：lasB(弹性蛋白酶基因)表达量骤降6倍，mvfR(全局调控因子)降低6倍，rhlC(鼠李糖脂合成酶)和phzM(绿脓菌素合成酶)均下降3倍。这种多靶点抑制作用覆盖了las、rhl和pqs三条QS信号通路。

3.6 线虫实验取得突破性进展：ST1-YtnP与美罗培南联用组36小时存活率达100%，而单用抗生素组仅20%。更关键的是，酶制剂本身对线虫完全无毒，最高测试浓度(1000 μg/ml)下仍保持100%存活率。

3.7 协同效应检测发现：ST1-YtnP与庆大霉素呈现协同作用(ΣFIC=0.312)，与美罗培南产生相加效应(ΣFIC=0.75)。这种"酶-抗生素"组合拳使美罗培南有效浓度降低50%，为临床剂量优化提供依据。

这项研究的重要意义在于：首次从极端环境微生物中发掘出能同时干扰铜绿假单胞菌三大QS通路的内酯酶，其"精准打击"毒力而不引发耐药进化的特性，完美规避了传统抗生素的选择压力。特别值得关注的是，该酶与碳青霉烯类抗生素的协同效应，为治疗NDM-1阳性超级耐药菌感染提供了新方案。研究者建议未来可探索酶结构的理性改造，如截除N端以增强热稳定性，或通过固定化技术提高其在医疗设备涂层中的应用潜力。随着更多极端环境微生物资源的开发，这种"以菌治菌"的抗毒力策略或将成为后抗生素时代的重要武器。