维生素B6通过代谢重编程逆转携带mcr基因的革兰阴性菌对粘菌素的耐药性

《Communications Biology》：Vitamin B6 resensitizes mcr-carrying Gram-negative bacteria to colistin

为解决全球日益严重的粘菌素耐药问题，中国研究人员通过转录组和代谢组学分析发现，mcr阳性菌中维生素B6活性形式PLP显著降低。补充PLP可通过抑制Kdp转运系统增强质子动力（PMF），促进粘菌素与细菌膜结合，同时诱导铁死亡样死亡，显著恢复粘菌素对耐药菌的杀菌效果。该研究为对抗多重耐药革兰阴性菌感染提供了新型代谢干预策略。

　　抗生素耐药性已成为全球健康危机，其中粘菌素作为对抗多重耐药革兰阴性菌的"最后防线"抗生素，其疗效正被广泛传播的mcr基因严重威胁。mcr基因编码的磷酸乙醇胺转移酶通过修饰脂多糖（LPS）降低粘菌素结合力，但耐药性获得是否伴随代谢改变尚不明确。中国扬州大学的研究团队在《Communications Biology》发表研究，首次揭示维生素B₆活性形式PLP可通过双重机制逆转mcr介导的耐药性。

研究采用转录组学、代谢组学分析结合功能验证实验。通过构建mcr-1重组质粒转化大肠杆菌DH5α建立耐药模型，采用GC-MS进行代谢物检测，使用DiSC₃(5)和DiOC₂(3)荧光探针测定膜电位和质子动力，借助C11-BODIPY581/591检测脂质过氧化，并建立蜡螟幼虫和小鼠腹膜炎败血症模型进行体内验证。

研究首先发现mcr-1表达导致细菌转录调控和代谢重编程。代谢组学显示mcr阳性菌中PLP水平显著降低，而补充PLP可恢复粘菌素杀菌效果。通过转录组分析发现PLP显著下调KdpFABC转运系统表达，PBFI AM荧光检测证实PLP抑制K⁺转运，DiSC₃(5)探针显示膜电位升高，表明PLP通过抑制Kdp系统增强质子动力（PMF），促进带正电的粘菌素与带负电的LPS结合。

研究还发现PLP通过CysK依赖途径改变氧化还原平衡。PLP上调半胱氨酸合成酶活性，导致半胱氨酸积累和H₂S生成减少，同时促进Fe²⁺蓄积和脂质过氧化。Fer-1（铁死亡抑制剂）可逆转PLP的增效作用，而铁死亡诱导剂FINO₂能模拟PLP效果，证实PLP通过诱导铁死亡样死亡增强杀菌作用。

动物实验显示PLP显著提高粘菌素治疗效果。在蜡螟感染模型中，PLP联合治疗使存活率显著提高；小鼠模型中联合治疗降低肝脏/肾脏细菌负荷，减少促炎因子TNF-α、IFN-γ、IL-1β和IL-6，增加抗炎因子IL-4，病理检查显示肝肾损伤明显减轻。

该研究创新性地提出代谢重编程策略对抗抗生素耐药，阐明PLP通过双重机制——增强PMF和诱导铁死亡样死亡——逆转mcr介导的粘菌素耐药。相比传统联合用药，PLP作为人体必需维生素B₆活性形式具有更高安全性，且能延缓耐药性进化（连续传代实验显示突变位点从60个减少至9个）。研究不仅为临床应对粘菌素耐药提供新方案，也为开发其他代谢靶向抗生素增效剂奠定理论基础。