2024年11月5日，华南农业大学生命科学学院邓诣群教授团队在《Journal of Hazardous Materials》期刊（中科院一区TOP期刊，影响因子12.2）上在线发表了题为“Role and mechanism of the outer membrane porin LamB in T-2 mycotoxin-mediated extensive drug resistance in Escherichia coli”的研究论文。该研究探讨了霉菌毒素对抗生素耐药性演化的影响，揭示了特异性孔蛋白在这一过程中的重要作用。
抗生素耐药性已成为全球公共健康和环境安全的重大威胁。细菌的细胞膜作为抵御外界恶劣环境的屏障，膜蛋白在细菌适应环境和发展耐药性方面发挥着关键作用。T-2毒素是由镰刀菌产生的最强毒性A类单端孢霉烯族霉菌毒素，且是主要的食品和环境污染物之一。该研究发现，低浓度的T-2毒素可诱导大肠杆菌（E. coli）表现出多重耐药性表型。在更低浓度（10-5 ng/mL）下的连续胁迫实验中，T-2毒素使E. coli ATCC 25922对13种关键抗生素产生了稳定的耐药性，其最低抑菌浓度增加了16倍至数千倍。转录组学分析表明，这种耐药性可能与细菌膜运输、应激反应以及mal基因簇中的相关基因有关。T-2毒素通过下调外膜孔蛋白LamB，降低了细胞膜的通透性，促进其自身的进入，同时减少了细胞内T-2毒素和抗生素的积累，从而加速了耐药性的形成。LamB在大肠杆菌的广泛耐药（XDR）中发挥了关键作用，特别是在阻碍last-resort抗生素进入细胞方面，这使得现有治疗策略变得更加复杂。LamB与T-2毒素及多种抗生素具有高亲和力，其与美罗培南、亚胺培南、头孢他啶和头孢吡肟的结合位点及结合能值分别为-2.93、-2.58、-2.53和-4.3。
该研究表明，即使是低浓度的霉菌毒素也会对公共健康构成重大风险，强调了应对这些污染物的紧迫性，同时为抗生素耐药性研究开辟了新的方向。此外，研究还指出，T-2毒素对细菌生理的影响不可忽视，提示未来需要对更广泛的毒素浓度范围进行探索，以更好地理解其剂量-反应关系及潜在的阈值效应。
华南农业大学生命科学学院青年教师邓凤如及其指导的2024届硕士毕业生赵莉为共同第一作者，邓诣群教授为通讯作者。该研究得到了广东省自然科学基金-面上项目和国家自然科学基金项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136437
文/图 生命科学学院 邓凤如
