在现代医学中，抗生素是治疗细菌感染的基石。然而，随着抗生素抗性的增加，一些细菌已经变得对多种抗生素免疫，成为了所谓的“超级细菌”。其中，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）就是一个令人担忧的例子。最近，一项突破性的研究揭示了MRSA如何通过两种相互依赖的途径发展出高水平的抗生素抗性。今天，我们就来详细解读这项发表在《Science》杂志上的研究。

MRSA：一个全球性的健康威胁

MRSA是一种对β-内酰胺类抗生素（包括青霉素和甲氧西林）具有抗性的金黄色葡萄球菌。这种抗性主要基于mecA基因的获得，该基因编码一种新的青霉素结合蛋白（PBP2a），其对广泛的β-内酰胺类药物亲和力低。MRSA的存在每年导致超过12万人死亡，是全球公共卫生的一大挑战。

研究人员发现，在抗生素存在的情况下，MRSA采取了一种替代的细胞分裂模式，并在分裂隔膜处显示出改变的肽聚糖结构。这项研究的关键发现包括：

1. 替代细胞分裂模式：研究发现，在抗生素存在的情况下，MRSA采用了一种替代的细胞分裂方式，并在分裂隔处显示出改变的肽聚糖结构。这种结构的变化是MRSA抗药性的关键。

2.PBP2a的角色：PBP2a可以替代内源性和必需的PBP2的转肽酶活性，但不能替代PBP1的活性。PBP1负责形成隔膜处的肽聚糖同心环结构，而PBP2a则在高耐药水平MRSA中形成致密网状结构。

3. 染色体增强突变（pot突变）：成功的细胞分裂在没有PBP1活性的情况下，需要替代的分裂模式，这得益于几种可能的染色体增强突变。

4. 抗性机制的双重途径：MRSA的高水平抗性需要PBP2a和pot突变的共同作用，这为新的干预措施提供了机会。

这项研究不仅增进了我们对MRSA抗性机制的理解，还为开发新的治疗策略提供了线索。研究人员测试了一些化合物，这些化合物能够使MRSA对β-内酰胺类抗生素重新敏感，为抗击这种超级细菌提供了新的武器。

图1 使用甲氧西林处理的MRSA改变了细胞壁结构

图2 PBP1转肽酶活性的丧失可以通过rpoB*补偿，但不能通过mecA补偿

图3 PBP2转肽酶活性的丧失可以通过mecA 补偿，但不能通过rpoB*补偿

参考文献

Adedeji-Olulana AF, Wacnik K, Lafage L, et al. Two codependent routes lead to high-level MRSA. Science. 2024;386(6721):573-580.