Nature 正刊丨利福昔明预防引起对最后一种抗生素达托霉素的耐药性

01摘要

耐万古霉素的屎肠球菌（VREfm）等耐多药细菌病原体对人类健康构成严重威胁1。达托霉素是治疗VREfm感染的最后手段抗生素，具有一种新的作用方式2，但其耐药性已被广泛报道，但尚无法解释。在这里，我们发现利福昔明是一种无关的抗生素，用于预防肝病患者的肝性脑病3，在VREfm中引起对达托霉素的交叉耐药性。利福昔明暴露后，细菌RNA聚合酶内发生的氨基酸变化会导致先前未鉴定的操纵子（prdRAB）上调，从而导致细胞膜重塑，并通过减少抗生素的结合对达托霉素产生交叉耐药性。带有这些突变的VREfm在全球范围内传播，使其成为主要的耐药机制。利福昔明被认为是抗生素耐药性发展的“低风险”。我们的研究表明，这一假设是有缺陷的，利福昔明的广泛使用，特别是在肝硬化患者中，可能会影响达托霉素的临床使用，达托霉素是治疗多重耐药病原体的主要最后手段。这些发现表明，意想不到的抗生素交叉耐药性会破坏旨在保护关键抗生素临床使用的全球战略。

02图表简介

a、 10530个变体的曼哈顿图，通过它们在参考基因组上的位置及其与DAP抗性的关联显示，使用单侧Fisher精确检验和混合效应逻辑回归模型来校正种群结构；使用Bonferroni方法（虚线）对多次测试进行校正。n=998个研究菌株和2个对照菌株。b、 具有RpoB替代的DAP-R菌株的百分比；RRDR以粗体显示。显示了包含每个突变的VREfm的总数。c、 从6574个SNP推断出临床VREfm（n=998个研究分离株和2个对照菌株）的基于最大似然核心SNP的系统发育。叠加的是与DAP抗性相关的计算机多位点序列类型（MLST）、DAP表型检测和RpoB置换的结果。在第一个圆圈中，不常见的ST（n≤5）没有显示ST。比例尺表示每个位点的核苷酸替换数量（顶部），括号中显示了SNP距离的近似值。d、 WT和同源rpoB突变体和补充菌株（用-C表示）的利福平敏感性测试结果。n=3.e，WT和同源rpoB突变体和补充菌株的DAP敏感性测试结果。n=3。每个菌株的MIC显示为无误差条，因为独立生物重复之间没有变化。

a、 从9277个核心基因组SNP推断出4476个VREfm的最大似然核心SNP系统发育，证明国际VREfm中存在S491F RpoB替代。重叠是指每种菌株的隔离区域以及S491F替代物的存在。彩色分支表示用核心基因组MLST（cgMLST）识别的三个VREfm簇，用作贝叶斯进化分析的输入。比例尺表示每个位点的核苷酸替换数量（顶部）；括号中显示了SNP距离的近似值。b、 贝叶斯系统动力学分析显示了三个VREfm集群的MCC树，以及每个谱系出现的时间（x轴上的年份）。每个分离物的S491F RpoB性状的存在以紫色显示。过度使用MCC树是美国食品药品监督管理局首次批准利福昔明（2004年）和肝性脑病（HE）（2010年）。c、 每个簇的最新共同祖先（MCRA）的小提琴图，表示RpoB S491F替代首次出现的时间，具有95%的最高后验密度（HPD）区间——簇1为2006年（HPD 1993-2012），簇2为2000年（HPP 1989-2008），簇3为2004年（HPB 2001-2010）。美国食品药品监督管理局批准利福昔明的日期（2004年）被夸大在小提琴图上。

对照组（n=116）或利福昔明组（n=96）患者中VREfm与任何rpoB SNP、DAP相关rpoB单核苷酸多态性（S491F、G482D和H486Y）或DAP-R的百分比总结。数据采用单侧Fisher精确检验进行分析。精确的P值如下：P<2.2×10−16（任何rpoB SNP）；P=3.044×10−14（DAP相关rpoB SNP）和P=1.463×10-10（DAP-R）。

a、 DAP-R VREfm品系小鼠总数的百分比（赋形剂n=5只小鼠，利福平n=10只小鼠，利福昔明n=10只，DAP n=10只）。b、 每只小鼠（每只小鼠50个菌落）在抗生素治疗7天后对DAP产生耐药性的VREfm百分比。这些点代表每只小鼠DAP-R VREfm的百分比。该百分比是根据从每只小鼠分离的50个VREfm菌落的DAP MIC值（抗性或敏感性）计算的。对于所有方框图，中心线显示中位数，方框极限显示第25和第75个百分位数，上下胡须从铰链延伸到最大和最小值，距离铰链最多1.5×四分位数间距。c、 利福平耐药菌落中发现的RpoB替代概述。每个点代表一个VREfm隔离。分离物按每个RpoB置换分开，分为DAP-S或DAP-R。红色的RpoB取代与DAP抗性有关。n值表示含有利福昔明（左）和利福平（右）每种突变的分离株数量。a和b中的数据使用双侧非配对t检验进行分析（赋形剂与利福平或赋形剂与利福昔明和利福平与DAP或利福昔敏与DAP）。当P值高于P<0.0001时，提供精确的P值。

03 参考文献
Liu Y , Qin Z , Yang X ,et al.High-Voltage Manganese Oxide Cathode with Two-Electron Transfer Enabled by a Phosphate Proton Reservoir for Aqueous Zinc Batteries[J]. 2022.

关注公众号：工大博士科研日常分享
小编有话说：本文仅作科研人员学术交流，由于小编才疏学浅，不科学之处欢迎批评。如有其他问题请随时联系小编。欢迎关注，点赞，转发，欢迎互设白名单。投稿、荐稿：1395179267@qq.com