我国科学家揭示致病菌血液增殖关键机制 为抗感染药物研发提供新靶点

问题:肠外致病性大肠杆菌(ExPEC)可引发尿路感染、肺炎、脑膜炎和败血症等严重感染,不仅威胁人类健康,也对畜牧业生物安全构成挑战;随着耐药菌株增加,临床治疗面临药物选择有限、病死率上升等问题。ExPEC的致病性与其进入血液后快速增殖并扩散至多器官的能力密切涉及的,但此前对其血液环境中如何获取生长所需营养的机制尚不明确。 原因:研究团队以细菌在血清中的增殖能力为切入点,通过构建转座子突变文库筛选出18个关键基因。分析发现,这些基因主要参与核苷酸从头合成通路,表明细菌在血液中可能面临核苷酸供应不足的问题。深入实验证实,该通路对细菌的早期致病能力(如环境耐受和黏附)影响较小,但会显著削弱其在巨噬细胞内的存活及动物体内的持续感染能力,说明核苷酸合成是细菌在宿主体内“站稳脚跟”的关键因素。 机制:研究发现,血液中游离核苷酸含量较低,宿主还会通过“营养免疫”限制病原体获取营养。细菌感知到胞内嘌呤水平下降后,转录调控因子PurR解除对下游基因的抑制,启动核苷酸从头合成。这种动态调控使细菌在营养匮乏的血液中仍能满足遗传物质复制需求,从而实现快速增殖和扩散。 影响:该发现填补了ExPEC在血液中快速增殖的代谢机制空白。与传统研究聚焦毒素或黏附因子不同,该成果表明代谢网络同样是致病的重要基础。核苷酸合成通路在感染过程中显著上调,具有“感染特异性”,为开发新干预策略提供了方向——通过阻断细菌的关键代谢补给抑制感染,而非依赖传统抗生素靶点。 对策:研究建议针对核苷酸合成通路及其调控节点开展靶向干预。一上,可筛选抑制关键酶或PurR的小分子药物,探索与现有抗生素的联合用药;另一方面,需加强耐药监测和源头控制,减少不合理用药,同时优化高风险人群的快速诊断和分层管理,降低系统性感染风险。 前景:业内认为,面对耐药性上升和新药研发缓慢的挑战,靶向“体内必需代谢通路”的抗感染策略日益重要。该研究揭示的调控机制为后续跨菌种比较、临床验证及药物评估提供了明确路径。若能在动物模型和临床转化中证实其可干预性,并开发出有效抑制剂,有望为系统性感染治疗提供新工具。

全球抗生素耐药性问题日益严峻,传统抗菌药物效果逐渐减弱;这项研究通过解析病原菌的代谢适应机制,为突破现有抗菌策略提供了新思路。靶向病原菌特异性代谢通路的干预方法,有望开发出更精准、高效的抗感染药物,为疾病防控开辟新方向。这也提示我们,只有深入理解病原菌的生物学特性,才能在传染病防治中占据主动。