环丙沙星耐药性增强了鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）的生物膜形成，并调节了其毒力：关于外排泵和群体感应机制的作用的见解

本研究探讨铜绿假单胞菌ATCC 19606菌株中环丙沙星耐药性与生物膜形成的协同调控机制。通过逐步抗生素暴露获得耐药同源株CipR（MIC=128 µg/mL），证实其生物膜形成能力显著增强（P≤0.0001），MIC与生物膜生物量呈强正相关（R=0.9818）。转录组学发现CipR上调AbaI/AbaR（QS）系统表达，亚抑制性链霉素可抑制生物膜形成但不影响耐药性，提示存在其他调控通路。耐药性伴随代谢成本增加、粘附相关基因下调及宿主细胞侵袭能力减弱。研究揭示耐药性、生物膜形成与毒力可能通过QS及未明调控网络协同调控，为新型治疗靶点提供依据。

摘要

鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）是一种具有高度危害性的病原体，因为它能够对抗最后手段的抗生素产生抗性，并形成持久的生物膜。这两种特性都会导致治疗失败。本研究探讨了鲍曼不动杆菌 ATCC 19606中环丙沙星抗性和生物膜形成的共调节机制。逐步暴露于抗生素后，产生了一株对环丙沙星具有抗性的同源菌株（CipR），其最小抑菌浓度（MIC）为128 µg/mL。与敏感菌株相比，CipR的生物膜形成能力显著增强（P ≤ 0.0001），且MIC值与生物膜生物量之间存在强烈的正相关关系（Rs = 0.9818）。CipR菌株的最低生物膜清除浓度（MBEC）也显著升高。全基因组测序发现CipR菌株在DNA旋转酶亚基B（gyrB）、一种多药外排转运蛋白以及一个假设蛋白中发生了突变。转录组分析显示，CipR生物膜细胞中的群体感应（QS）系统AbaI/AbaR过度表达。使用亚抑制浓度的链霉素抑制QS信号通路可以减少生物膜的形成，而不会改变环丙沙星的MIC值，这表明存在其他共调节途径。使用CCCP抑制剂抑制外排泵并未影响生物膜生物量或抗性水平。环丙沙星抗性的获得带来了代谢成本，这一点通过XTT实验和细菌生长减缓得到了证实。抗性还下调了与黏附相关的基因表达，降低了细菌对人类肺上皮细胞的黏附和侵袭能力。总体而言，这些结果表明，在鲍曼不动杆菌中，环丙沙星抗性、生物膜形成和毒力可能通过群体感应系统（QS）及其他尚未确定的调控网络进行共调节。这些发现为了解鲍曼不动杆菌的适应机制提供了新的见解，并指出了潜在的治疗干预靶点。

鲍曼不动杆菌是一种具有高度危害性的病原体，因为它能够对抗最后手段的抗生素产生抗性，并形成持久的生物膜。这两种特性都会导致治疗失败。本研究探讨了鲍曼不动杆菌 ATCC 19606中环丙沙星抗性和生物膜形成的共调节机制。逐步暴露于抗生素后，产生了一株对环丙沙星具有抗性的同源菌株（CipR），其最小抑菌浓度（MIC）为128 µg/mL。与敏感菌株相比，CipR的生物膜形成能力显著增强（P ≤ 0.0001），且MIC值与生物膜生物量之间存在强烈的正相关关系（Rs = 0.9818）。CipR菌株的最低生物膜清除浓度（MBEC）也显著升高。全基因组测序发现CipR菌株在DNA旋转酶亚基B（gyrB）、一种多药外排转运蛋白以及一个假设蛋白中发生了突变。转录组分析显示，CipR生物膜细胞中的群体感应（QS）系统AbaI/AbaR过度表达。使用亚抑制浓度的链霉素抑制QS信号通路可以减少生物膜的形成，而不会改变环丙沙星的MIC值，这表明存在其他共调节途径。使用CCCP抑制剂抑制外排泵并未影响生物膜生物量或抗性水平。环丙沙星抗性的获得带来了代谢成本，这一点通过XTT实验和细菌生长减缓得到了证实。抗性还下调了与黏附相关的基因表达，降低了细菌对人类肺上皮细胞的黏附和侵袭能力。总体而言，这些结果表明，在鲍曼不动杆菌中，环丙沙星抗性、生物膜形成和毒力可能通过群体感应系统（QS）及其他尚未确定的调控网络进行共调节。这些发现为了解鲍曼不动杆菌的适应机制提供了新的见解，并指出了潜在的治疗干预靶点。