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微生物角膜炎（MK）严重威胁视力，铜绿假单胞菌是重要致病菌。研究人员对比 ExoU 和 ExoS 型铜绿假单胞菌菌株的耐药性并探究其耐药基因型。结果显示 ExoU 菌株耐药性更强，该研究为后续探究耐药机制奠定基础。
在眼科疾病的世界里，微生物角膜炎（Microbial keratitis，MK）就像一个危险的 “刺客”，悄无声息地威胁着人们的视力。这是一种发生在角膜（眼睛前端透明的结构，覆盖着瞳孔和虹膜）的严重感染性疾病，每年全球有数百万人受其困扰。而铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa），更是其中的 “罪魁祸首” 之一，尤其是在佩戴隐形眼镜引发的 MK 病例中，它的身影频繁出现。
铜绿假单胞菌可谓是 “狡猾多端”，根据携带的 exoU 和 exoS 基因不同，可分为两个谱系。exoU 基因编码的磷脂酶能对哺乳动物细胞产生急性细胞毒性，exoS 基因编码的双功能蛋白则与菌株侵入哺乳动物细胞以及最终导致宿主细胞凋亡密切相关。在临床治疗中，针对铜绿假单胞菌引发的角膜炎，常用环丙沙星、左氧氟沙星等氟喹诺酮类药物，以及庆大霉素等氨基糖苷类药物进行治疗。然而，不同地区的铜绿假单胞菌对这些抗生素的耐药情况差异很大，这给治疗带来了极大的挑战。而且，有研究表明 exoU 的存在与氟喹诺酮类药物耐药之间存在关联，这不得不让人担忧抗生素耐药性是否会促使更具毒性的铜绿假单胞菌菌株进化。
为了揭开这些谜团，来自澳大利亚新南威尔士大学（University of New South Wales）的研究人员 Tanzina Akter、Fiona Stapleton 和 Mark Willcox 开展了一项重要研究。他们的研究成果发表在《European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases》上。
研究人员从澳大利亚和印度收集了 187 株铜绿假单胞菌角膜炎分离株，运用多种先进技术深入探究 ExoU 和 ExoS 菌株对抗生素的耐药性差异，以及与之相关的基因变异。
研究中，他们主要运用了以下几种关键技术方法：首先是 PCR 技术，用于检测 exoU 和 exoS 基因的存在；接着通过肉汤稀释法测定环丙沙星、左氧氟沙星、庆大霉素和妥布霉素的最低抑菌浓度（MIC）；还对 39 株分离株进行全基因组测序，借助 Resfinder 数据库和 Geneious prime 工具来识别耐药基因和单核苷酸多态性（SNPs），并利用 SIFT 算法预测新发现的 SNPs 对蛋白质功能的影响。
研究结果丰富且意义重大。在基因分布方面，71% 的分离株携带 exoS 基因，29% 携带 exoU 基因，且 exoS 基因在澳大利亚的流行率稍高于印度，而 exoU 基因则相反，但差异并不显著。在抗生素耐药性上，ExoU 菌株对氟喹诺酮类和氨基糖苷类药物的耐药性显著高于 ExoS 菌株。具体数据显示，ExoU 菌株对环丙沙星、左氧氟沙星、庆大霉素和妥布霉素的耐药率分别为 38.2%、29.1%、40% 和 29.1%，而 ExoS 菌株对应的耐药率仅为 20.5%、12.1%、23.5% 和 14.4% 。
从基因变异与耐药性的关联来看，ExoU 菌株在 GyrA（Thr83Ile）、ParC（Ser87Ile）等多个基因上存在特异性突变，还更频繁地携带 aph (6)Id和 aph (3’’)-Ib 等获得性耐药基因，同时在 DNA 修复基因 mutL 和 mutS 上的突变率也更高。进一步分析发现，GyrA、ParC 等基因的突变与氟喹诺酮类药物耐药密切相关，而 aph (3")-Ib、aph (6)-Id 等基因以及外排泵调节基因的 SNPs 则与氨基糖苷类药物耐药有关。
此外，研究人员还发现 ExoU 菌株在 DNA 错配修复（MMR）系统基因 mutL 和 mutS 上的突变频率显著高于 ExoS 菌株，这表明 ExoU 菌株更易发生高突变，进而可能促使其产生更多的耐药性。而且，印度的分离株整体上比澳大利亚的分离株对抗生素的耐药性更强，这一差异在 ExoU 菌株中表现得更为明显。
综合研究结论和讨论部分，该研究清晰地揭示了 ExoU 和 ExoS 铜绿假单胞菌菌株在抗生素耐药性上的显著差异，以及这些差异背后的基因变异机制。这不仅为深入理解铜绿假单胞菌的耐药机制提供了关键线索，也为未来开发更有效的治疗策略、合理使用抗生素指明了方向。通过进一步研究这些新发现的突变与耐药性之间的因果关系，有望找到新的治疗靶点，从而更精准地对抗铜绿假单胞菌引发的角膜炎，为患者带来新的希望，对临床治疗和公共卫生领域具有重要的意义。
