结核病是一个重大的全球公共卫生威胁。尽管对氨基水杨酸(PAS)长期被用作二线抗结核药物，但其耐药机制仍不清楚。

  2024年1月5日，复旦大学张文宏及陈嘉臻等团队合作在 《mBio》 在线发表题为“Mutations in the promoter region of methionine transporter gene metM (Rv3253c) confer para-aminosalicylic acid (PAS) resistance in Mycobacterium tuberculosis”的研究论文，该研究发现甲硫氨酸转运基因metM (Rv3253c)启动子区域突变导致结核分枝杆菌对氨基水杨酸(PAS)产生耐药性。

  结核病仍然是对全球公共卫生的巨大威胁，是2019年冠状病毒病(COVID-19)大流行爆发前单一传染性病原体死亡的主要原因，其致死率甚至超过了艾滋病毒/艾滋病。仅在2020年，估计就报告了990万新发结核病病例，相当于每10万人中有127例。耐多药结核病(MDR-TB)或利福平耐药结核病在新诊断患者中的患病率约为3%-4%，在既往有治疗史的患者中约为18%-21%。对氨基水杨酸(PAS)于 1946 年首次用于结核病治疗，现已成为二线抗结核药物。鉴于耐多药结核病的增加，在强化治疗阶段，PAS经常作为C组药物纳入耐多药结核病治疗方案。

  虽然 PAS 与链霉素联合用于减少耐药结核病的出现可以追溯到 1952 年，但耐药性的确切机制仍然难以捉摸。

  在这项研究中，我们进行了一项体外实验，使用 7H11 培养基诱导 MTB 的 PAS 耐药性，并鉴定了赋予 PAS 耐药性的新突变。通过全基因组测序(WGS)、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、β-半乳糖苷酶测定和基因过表达实验，我们揭示了7H11培养基中PAS耐药的新机制，该机制与编码蛋氨酸转运蛋白的metM启动子区域突变有关，当使用缺乏蛋氨酸的7H10固体培养基时，这种机制很可能被忽视，从而为MTB中PAS耐药的机制提供了新的思路。

  在临床菌株中检测到metM启动子突变

  我们从公共数据库中筛选了临床MTB分离株中metM和Rv3254基因间区域的突变，发现了12种不同的突变。虽然我们无法在公共数据库中确认临床菌株的PAS耐药性，但在实验室(P61)和临床菌株(UM200902T0099)中都观察到同一位点(C-42T)的突变。metM启动子突变体聚集在两个热点区域，即-42至-39和-59至-57，表明这两个区域在增加metM启动子活性方面可能具有重要意义(图8)。

  实验室和临床菌株中metM启动子突变的相对位置示意图

  尽管对氨基水杨酸(PAS)用于治疗结核病已有70多年的历史，但对PAS耐药机制的理解仍然模糊，我们在预测耐药性和在临床实践中有效应用PAS的能力存在差距。本研究旨在通过使用 7H11 培养基诱导结核分枝杆菌 (MTB) 体外 PAS 耐药并发现一种新的 PAS 耐药机制来解决这一知识空白。

  我们的研究表明，甲硫氨酸转运基因 metM 的启动子区域发生的自发突变可以上调 metM 的表达，导致甲硫氨酸的细胞内转运增加，从而提高结核分枝杆菌对 PAS 的高水平耐药性。值得注意的是，当使用通常推荐的 7H10 培养基时，无法观察到这种耐药表型，这可能是由于与使用 7H11 培养基相比缺乏额外的蛋氨酸供应。在一些临床MTB菌株中也发现了metM调控区的突变。这些发现可能对临床环境中观察到的无法解释的 PAS 耐药性具有重要意义，并提供了对 PAS 治疗失败的见解。此外，他们还强调了在进行MTB药敏试验时考虑培养基选择的重要性。

  参考资料：

  https://journals.asm.org/doi/10.1128/mbio.02073-23