代谢组学管道揭示血流感染中的微生物代谢

健康   2024-09-28 16:51   广东  

哈佛大学Emily Balskus团队和合作伙伴在Cell杂志上发表了题为 《代谢组学管道揭示血流感染中的微生物代谢》 的研究文章探讨了微生物代谢在血流感染(BSI)中的作用,特别关注抗菌药物耐药性(AMR),并确定可能作为治疗靶点的代谢通路。该研究强调使用一种创新的代谢组学管道,揭示感染期间病原体特有的代谢活动,可能为应对耐药感染提供新的策略。

 关键发现

1. 迭代比较代谢组学管道:

o 研究人员开发了一种迭代代谢组学方法,分析由革兰氏阴性菌(如大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌和铜绿假单胞菌)引起的血流感染中的代谢变化。

o 通过对比来自人体样本、小鼠模型和细菌培养物的代谢谱,团队成功识别出在BSI患者中升高的微生物代谢物。

2. 多胺乙酰化是关键的细菌活动:

o 研究发现,BSI患者中乙酰化多胺水平升高,负责该过程的酶为SpeG,这是一种细菌乙酰转移酶。

o 抑制SpeG导致细菌生长减少,抗生素敏感性增加,并通过增强细菌膜渗透性起效,表明多胺乙酰化是潜在的治疗靶点。

3. 对抗菌药物耐药性(AMR)的影响:

o 研究表明,靶向SpeG可以使多药耐药(MDR)细菌对抗生素重新敏感,通过增加抗生素在细菌细胞内的积累起作用。

o 这一发现为通过破坏细菌代谢来克服临床抗生素耐药性提供了潜在策略。

4. 细菌病原体中的代谢脆弱性:

o 研究人员还发现了其他细菌代谢活动,例如乙酰化多胺(如N-乙酰腐胺和二乙酰精胺),这些活动对细菌的存活和致病性至关重要。

o 这些活动在不同的模型中保持一致,表明这些发现对多种革兰氏阴性病原体具有广泛的适用性。

 结论

该研究提供了一种识别和靶向血流感染中微生物代谢的新方法。通过专注于微生物代谢活动而非宿主反应,研究人员发现了促进抗菌药物耐药性和疾病进展的关键细菌功能。抑制SpeG和其他乙酰转移酶为重新使耐药细菌对抗生素敏感提供了新的可能性,并改善了严重感染的治疗效果。

 启示

1. 治疗开发:

o 识别出多胺乙酰化是关键的细菌活动,为治疗提供了一个有前途的靶点。抑制SpeG或类似酶的药物可以与现有抗生素联合使用,以治疗耐药性感染。

2. 改进的治疗策略:

o 这项研究为开发新型治疗策略铺平了道路,利用细菌代谢脆弱性,特别是在与AMR相关的感染中,提高了临床治疗效果。

3. 在传染病中的广泛应用:

o 该研究中开发的代谢组学管道可以应用于其他传染病,识别病原体特定的代谢活动,为研究不同疾病背景下的微生物代谢提供了通用框架。

参考文献

Jared Mayers et al. A metabolomics pipeline highlights microbial metabolism in bloodstream infections. Cell. 2024






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