点击上方“Fundamental Research”关注我们
随着全球抗生素耐药性问题的加剧，替加环素作为治疗多重耐药细菌感染的最后一道防线，正面临严峻挑战。近年来，质粒介导的高水平替加环素耐药基因tet(X4)的出现和传播，极大地削弱了替加环素的临床疗效。该基因在全球范围内的多种病原体中尤其是在大肠杆菌等革兰阴性菌中快速扩散，给公共卫生带来了巨大威胁。
中文题目：破解耐药质粒广泛流行传播的秘密
英文原题：A novel ABC family protein participates in the regulation of fitness cost caused by tet(X4)-bearing plasmids in Escherichia coli
通讯作者：刘 源，扬州大学
王志强，扬州大学
第一作者：张海洁，扬州大学
关键词：tet(X4)；替加环素；质粒拷贝数；调控机制；耐药性
背景介绍
随着全球抗生素耐药性问题的加剧，替加环素作为治疗多重耐药细菌感染的最后一道防线，正面临严峻挑战。近年来，质粒介导的高水平替加环素耐药基因tet(X4)的出现和传播，极大地削弱了替加环素的临床疗效。该基因在全球范围内的多种病原体中尤其是在大肠杆菌等革兰阴性菌中快速扩散，给公共卫生带来了巨大威胁。
研究成果
该研究主要探究了大肠杆菌中tet(X4)耐药质粒的适应性代价及其调控机制。研究发现，携带tet(X4)的IncFII型质粒pC41的大肠杆菌在多种体内外模型中表现出较强的竞争力和致病性。相比之下，该耐药质粒在其他宿主菌如沙门氏菌和肺炎克雷伯氏菌中的适应性代价明显提高，表明不同宿主菌与tet(X4)阳性质粒之间的相互作用模式与耐药菌的生存和传播能力密切相关。
通过小鼠肠道感染模型实验表明，携带IncFII型质粒pC41的大肠杆菌在体内具有高接合转移能力和竞争优势。进一步的机制研究发现了一种新型的ABC转运家族蛋白AtlR，其通过抑制质粒复制相关基因RepA的表达，调节质粒的复制数量，从而减少细菌的适应性代价。具体而言，AtlR通过降低质粒拷贝数，限制了tet(X4)基因的过度表达，进而帮助细菌平衡抗生素耐药性和生长负担之间的矛盾（图1）。研究还发现，当缺失AtlR后，质粒的拷贝数和tet(X4)基因的表达水平显著增加，导致更高的适应性代价，而AtlR回补后则可以恢复这一平衡。
图1 AtlR通过抑制质粒复制蛋白RepA的表达，降低tet(X4)阳性IncFII型质粒的适应性代价
这些发现表明了质粒复制调控在耐药基因传播中的重要作用，有助于理解携带tet(X4)的耐药质粒在自然和临床环境中长期存在的根本原因。
未来方向
本研究不仅为理解tet(X4)质粒的持久性和传播机制提供了新视角，也为未来开发有效的耐药性干预控制策略提供了理论基础。通过深入了解质粒介导的耐药性和适应性代价调控机制，可能为耐药病原菌的防控和治疗方案的优化带来新希望。
主要作者简介
刘源 扬州大学兽医学院教授，主持国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、国家自然科学基金面上项目等十余项。入选强国青年科学家引领计划、中国科协青年人才托举工程。在Nat. Microbiol.等发表SCI论文60余篇，授权专利8项。
王志强 扬州大学兽医学院院长、教授，现为农业农村部兽药评审咨询专家、中国畜牧兽医学会兽医药理与毒理学分会副理事长。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题等项目数十项。
张海洁 扬州大学农业科技发展研究院讲师，主持国家自然科学基金、江苏省自然科学基金各一项，以第一作者发表SCI论文8篇，申请专利3项。
引用本文
Haijie Zhang, Lijie Jiang, Yurong Zhao et al., A novel ABC family protein participates in the regulation of fitness cost caused by tet(X4)-bearing plasmids in Escherichia coli. Fundamental Research, doi.org/10.1016/j.fmre.2024.03.020.
原文链接（复制到浏览器中查看）：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824001353
关于Fundamental Research
Fundamental Research是由国家自然科学基金委员会主管、主办的综合性英文学术期刊。创刊于2021年，期刊立足反映国家自然科学基金资助的优秀成果，全方位报道世界基础研究前沿重要进展和重大创新性成果，提升中国基础研究和中国科学家在国际科学界的显示度和影响力，为中外科学家打造一个高端的国际学术交流平台。内容涵盖数学物理、化学化工、生命科学、地球科学、工程与材料科学、信息科学、管理科学、健康医学、交叉科学等领域，设置Article、Review、Highlight、Perspective、Commentary等栏目。期刊已被ESCI、Scopus、DOAJ、PubMed、CAS（美国化学文摘社）、CSCD（中国科学引文数据库）、CSTPCD（中国科技论文与引文数据库）等国内外知名数据库收录。2023年影响因子5.7，位于综合性期刊Q1区。欢迎广大科研工作者关注、投稿、引用！
扫描或长按识别下方二维码关注我们
期刊主页：
www.keaipublishing.com/en/journals/fundamental-research/
文章阅读：
www.sciencedirect.com/journal/Fundamental-Research
投稿系统：
www.editorialmanager.com/fmre
查看更多本期信息，点击文末“阅读原文”，欢迎阅读、下载及引用！
喜欢本篇内容请给我们点个
在看
点击“阅读原文”了解更多
