研究指出,抗生素耐药性已经成为全球公共健康和环境保护面临的一大挑战。细菌的细胞膜作为抵御外部不利条件的第一道防线,其中的膜蛋白对于细菌适应环境变化和建立耐药性至关重要。T-2毒素是一种由镰刀菌产生的高毒力A类单端孢霉烯族霉菌毒素,也是主要的食物和环境污染物之一。本研究发现,即使是在较低浓度下,T-2毒素也能促使大肠杆菌(E. coli)展现多药耐药性特征。
进一步的实验证明,在极低浓度(10^-5 ng/mL)的持续暴露下,T-2毒素可以使E. coli ATCC 25922菌株对13种重要抗生素产生稳定耐药性,这些抗生素的最小抑制浓度增加了16至数千倍。通过转录组学分析,研究团队认为这种耐药性的增强可能与细菌膜转运机制、应激响应以及mal基因簇内的某些基因表达水平的变化密切相关。具体来说,T-2毒素通过减少外膜孔蛋白LamB的表达来降低细胞膜的渗透性,一方面促进了自身进入细胞,另一方面则减少了细胞内部T-2毒素和抗生素的累积量,进而加速了耐药性的形成过程。LamB在大肠杆菌的广谱耐药性(XDR)中起到了核心作用,尤其是在阻止最后手段使用的抗生素进入细胞方面,这给现有的治疗方法带来了更大的挑战。
此外,研究还发现LamB与T-2毒素及几种关键抗生素之间存在高亲和力,包括美罗培南、亚胺培南、头孢他啶和头孢吡肟,它们之间的结合自由能值分别为-2.93、-2.58、-2.53和-4.3 kcal/mol。