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摘译：黄晓岚
审校：徐 溯
多重耐药（multi-drug resistance, MDR）病原菌迅速传播，迫切需要新的疗法来治疗耐药性感染，包括开发增强抗菌药物作用的佐剂。既往研究表明，细菌内源产生的硫化氢（H2S）降低了其对抗菌药物的敏感性，由此产生H2S的酶也成为抗菌药物佐剂开发的潜在靶标。铜绿假单胞菌是囊性纤维化（cystic fibrosis, CF）患者肺部感染的主要致病菌，它拥有编码H2S合成酶—胱硫醚γ-裂解酶（cystathionine γ-lyase, CSE）、胱硫醚β-合酶（cystathionine β-synthase, CBS）和巯基丙酮酸硫转移酶（mercaptopyruvate sulfurtransferase, 3MST）的基因；并可利用硫：醌氧化还原酶（SQR1和SQR2）和过硫化物双加氧酶（PCO）来处理H2S并防止硫积聚。而目前关于铜绿假单胞菌中H2S的产生与其对细菌抗菌药物耐药性的关系研究较少，靶向H2S产生的药物是否适用于治疗铜绿假单胞菌感染也尚不明确。
为了探索H2S的产生对铜绿假单胞菌抗菌药物耐药性的影响，本研究构建了H2S相关基因的突变体，与模式菌株PAO1相比可产生更高或更低水平的H2S。通过使用基于醋酸铅浸泡试纸条的优化方案，定量PAO1及其同基因突变体释放的H2S（图1）。结果表明，3MST突变体产生的H2S，约为PAO1的50%，提示铜绿假单胞菌的3MST酶有助于H2S产生（图1A）。研究者进而构建了在铜绿假单胞菌中导致H2S产生相关的三个基因缺失突变体∆3syn（3mst、cbs和cse）。与PAO1相比，该突变体显示出<8%的残留H2S水平（图1A）。使用相同的方法构建了铜绿假单胞菌中H2S处理相关的三个基因缺失突变体Δ3ox（sqr1、sqr2、pdo）。与 PAO1相比，该突变体的 H2S 水平高出约 6.4 倍（图 1A）。
使用微量肉汤法测定在MH肉汤、LB或补充L-半胱氨酸的胰蛋白酶大豆肉汤（TSB-cys）中生长的PAO1、Δ3syn和Δ3ox菌株的最低抑菌浓度（MIC）。Δ3syn和Δ3ox突变体分别产生相对于PAO1更低和更高水平的H2S。在所有条件下，所有测试抗菌药物对PAO1、Δ3syn和Δ3ox的MIC值相同（表1）。当在LB（图1B）中用亚MIC浓度抗菌药物处理时，PAO1、Δ3syn和Δ3ox菌株显示出相当的生长曲线。这表明在抗菌药物存在下，H2S水平不影响铜绿假单胞菌生长动力学。
临床CF患者的分离株具有不同的抗菌药物耐药性谱（图2A），对其H2S产生与抗菌药物耐药性之间的相关性评估分析显示，H2S水平在抗性和MDR分离株中相对于敏感分离株较低（图2B），并且H2S产生的减少与慢性感染的进展平行（图2C）。
图2
总体而言，本研究的数据不支持“在CF肺部感染患者分离到的铜绿假单胞菌中，H2S使菌株耐药性更强”这一猜想。
✦ + 点评
人们提出了硫化氢（H2S）可以保护细菌免受抗菌药物的侵害，并指出产生H2S的酶是开发抗菌药物佐剂的潜在靶点。该研究中，对产生H2S水平改变的铜绿假单胞菌突变体进行的MIC-Test表明H2S不影响该细菌的抗菌药物耐药性。此外，对大量铜绿假单胞菌囊性纤维化分离株的相关性分析不支持H2S在慢性肺部感染期间对抗菌药物活性的保护作用。
参考文献：
Caruso L, Mellini M, Catalano Gonzaga O, et al.2024.Hydrogen sulfide production does not affect antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother68:e00075-24. https://doi.org/10.1128/aac.00075-24
