转座子插入测序鉴定出脓肿分枝杆菌内在利福霉素耐药性的遗传决定因素

脓肿分枝杆菌（Mycobacterium abscessus）对多种抗菌药物表现出内在耐药性，其中包括一线抗结核药物利福平，这严重限制了治疗选择。在本研究中，我们采用转座子插入测序（Tn-Seq）进行全基因组筛选，以鉴定脓肿分枝杆菌中介导利福平内在耐药性所必需的基因。我们发现了一系列赋予利福霉素类抗生素——利福平和利福布汀——内在耐药性的候选基因。所鉴定的基因包括先前已有报道的基因，如arr、helR和MAB_2807。通过将我们的结果与结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）中利福平内在耐药性相关基因进行比较，我们发现这两种分枝杆菌介导利福平内在耐药性的机制彼此不同。通过对靶向基因缺失突变体或转座子插入突变体的表征，我们证实了7个具有代表性的候选基因对利福平耐药性的贡献。在这些决定因素中，MAB_2807被鉴定为介导利福霉素耐药性的主要外排相关因子，其破坏可增加细胞内利福平的积累。 除已知耐药决定因素外，Tn-Seq还揭示了许多参与细胞包膜过程的基因对利福霉素耐药性的贡献。在这一遗传学特征的指导下，我们评估了靶向细胞壁的抗菌药物与利福霉素联合使用的效应。我们发现，利福霉素仅与特定的β-内酰胺类抗生素表现出选择性的协同相互作用。有趣的是，我们发现利福霉素暴露会改变细胞包膜的超微结构，并增加肽聚糖前体UDP-N-乙酰葡萄糖胺的积累，这提示利福平会扰乱与包膜相关的代谢稳态。这些发现凸显了由利福霉素诱导的脆弱细胞过程，可为制定合理的联合用药策略提供依据。

脓肿分枝杆菌对包括一线抗结核药物利福平在内的多种抗菌药物表现出内在耐药性，严重限制了治疗选择。在本研究中，我们采用转座子插入测序（Tn-Seq）进行全基因组筛选，以鉴定脓肿分枝杆菌中介导利福平内在耐药性所必需的基因。我们鉴定出了一系列赋予利福霉素类抗生素——利福平和利福布汀——内在耐药性的候选基因。所鉴定的基因包括先前已有报道的基因，如 arr、helR 和 MAB_2807。通过将我们的结果与结核分枝杆菌中介导利福平内在耐药性的基因进行比较，我们发现这两个物种中利福平内在耐药性的基础机制彼此不同。通过对靶向基因缺失突变体或转座子插入突变体进行表征，我们证实了7个代表性候选基因对利福平耐药性的贡献。在这些决定因素中，MAB_2807 被鉴定为利福霉素耐药性的一个主要外排介导贡献因子，其破坏可增加细胞内利福平的积累。

除已知耐药决定因素外，Tn-Seq 还揭示了许多参与细胞包膜过程的基因对利福霉素耐药性的贡献。在这一遗传学特征的指导下，我们评估了靶向细胞壁的抗菌药物与利福霉素联用的效果。我们发现，利福霉素与特定的β-内酰胺类抗生素表现出选择性的协同相互作用。有趣的是，我们发现利福霉素暴露会改变细胞包膜超微结构，并增加肽聚糖前体尿苷二磷酸-N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-N-acetylglucosamine）的积累，这提示利福平会扰乱与包膜相关的代谢稳态。这些发现凸显了由利福霉素诱导的脆弱细胞过程，可能为制定合理的联合用药策略提供依据。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.10.731268v1?rss=1

🏷️ 转座子插入测序 脓肿分枝杆菌 利福霉素耐药 内在耐药机制 细胞包膜 联合用药