新埃塞尔比亚沙雷氏菌临床分离株中脂质A的修饰与多粘菌素敏感性相关

《Scientific Reports》：Lipid A modification is associated with colistin susceptibility in Serratia nevei clinical isolates

摘要

Serratia属细菌因具有对多粘菌素的固有抗性而受到关注，这种抗性源于脂多糖（LPS）中脂质A结构的改变。我们研究了2005年至2020年间从菌血症患者中分离出的107株Serratia菌株，分析了与LPS相关的基因中的自然突变，并检测了它们与小鼠巨噬细胞的相互作用。其中有8株菌株在lpxL1、lpxL2、mgrB或htrB1基因上存在功能缺失突变。尽管脂质A结构发生了变化，但这些突变株仍对多粘菌素具有抗性。在突变株中，m/z 2405、2417和2439处的脂质A离子更为丰富，而野生型菌株则主要表现为m/z 1347、1372和1390形式的脂质A。在所研究的63株Serratia nevei菌株中，有4株（6.3%）对多粘菌素敏感（MIC≤1 mg/L），且其脂质A结构与耐药菌株不同，m/z 1842和1389形式的脂质A相对含量更高。体外实验表明，耐药菌株的黏附能力较低，但更容易被巨噬细胞吞噬。不过，细胞因子的释放（IL-1β、CXCL10）以及巨噬细胞毒性似乎与菌株的系统发育背景有关，而非其抗性表型。这些研究结果揭示了Serratia属细菌具有固有多粘菌素抗性的机制，指出了某些Serratia nevei菌株的易感性，同时阐明了脂质A结构、抗性以及宿主-病原体相互作用之间的关系。重要性：由于具有广泛的抗生素抗性，包括对多粘菌素的固有抗性，Serratia属细菌越来越被视为难以治疗的医院内病原体。我们的研究显示，临床分离的Serratia菌株的对多粘菌素敏感性比以往认为的更为多样，这与它们天然缺乏关键的脂多糖生物合成基因有关。此外，我们的研究还表明，由抗生素抗性机制引发的脂质A结构变化，会同时影响细菌与宿主免疫系统，尤其是巨噬细胞之间的相互作用。这些发现对于理解Serratia属细菌的致病机制、指导治疗方案以及开发针对这类适应性强的病原体的新策略具有重要意义，它有助于我们了解抗生素抗性的进化如何直接影响细菌的毒力及免疫逃逸能力。