研究人员发现与牲畜疾病治疗相关的新抗菌素耐药基因

萨斯喀彻温大学(USask)的研究人员发现了一个以前被忽视的基因如何参与抗菌素耐药性 - 这是一个日益严重的全球性问题，威胁着人类和动物的健康和福利。

该基因编码一种名为EstT的酶，能够“关闭”或灭活大环内酯类，这是一类通常用于治疗牛和其他牲畜疾病的抗生素药物。

研究人员的研究结果上周在线发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

泰乐菌素、替米考星和替地罗辛是一些被归类为大环内酯类的抗生素。兽医依靠这些药物来治疗牛的疾病，如牛呼吸道疾病和肝脓肿，以及牲畜和伴侣动物的其他疾病。

有了这一发现，兽医将知道“由于基因的存在，药物可能无法起作用，”该论文的主要作者，西部兽医学院(WCVM)的博士后研究员Poonam Dhindwal博士说。

由于抗微生物药物耐药性的全球蔓延，抗生素的效果越来越差。根据2019年的估计，超过1万人死于耐药性感染。抗菌素耐药性基因(ARG)——可以在微生物之间传递的移动遗传元件——有助于加速耐药性。

由WCVM助理教授Tony Ruzzini博士(博士)领导并与Murray Jelinski博士(DVM)合作的USask研究小组在分析了加拿大西部肉牛饲养场的浇水碗中收集的细菌后发现了这一发现。

“[我们的发现]为这个难题增加了一块，”兽医学院大型动物临床科学教授兼阿尔伯塔省肉牛健康Jelinski说。

Ruzzini说，科学家们以前已经确定了这种基因的存在，这种基因在许多动物病原体及其微生物组中很常见，但其目的仍然是个谜。USask研究小组发现，该基因可以通过水解(由水引起的化学反应)破坏抗生素的环结构。

“如果你打破环或用水打开环，那么你就会破坏抗生素的活性形状。因此，它不再对目标具有很高的亲和力，“Ruzzini说。

他补充说，一旦基因破坏了抗生素的结构，药物就不再能够有效地治疗疾病：“灭活令人担忧，因为它减少了感染期间递送的有效抗生素量。

Ruzzini说，他的团队在与其他三个ARG的簇中发现了该基因 - 这是它可能参与抗菌素耐药性的第一个线索。一旦团队确定了该基因，团队成员就会努力克隆它，并针对来自不同类别的许多抗生素药物进行测试。

“这个基因，即使我们在环境有机体中发现它，它也存在于导致牛呼吸道疾病(BRD)的病原体中，”Ruzzini说。他的实验室进行了大量研究，调查BRD，通常被称为航运热。

Jelinski说，该团队的工作应该引起所有正在研究抗菌素耐药性的人类和动物健康领域的研究人员的兴趣。

“我们的发现增加了相当大的ARG数据库，它可以与细菌的DNA交叉匹配，以确定细菌是否具有对特定抗菌剂产生抗药性的潜力，”Jelinski说。

Ruzzini补充说，他的研究团队正在继续更多地了解EstT的工作原理。

Ruzzini说：“由于AMR监测系统更多地依赖分子工具进行检测，我们对这种特定基因的了解及其与这些系统的整合将有助于更好地为抗菌药物的使用提供信息。

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