Identification of an Acinetobacter baumannii Zinc Acquisition System that Facilitates Resistance to Calprotectin-mediated Zinc Sequestration

M. Indriati Hood et al., PLoS Pathog. 2012, 8 : e1003068.

Speaker: Zih-Cian Su (蘇資茜)                                            Time: 14:00~15:00, Mar. 13, 2013

Commentator: Shu-Ying Wang, Ph.D.(王淑鶯 老師)    Location: Room 601

中文摘要

Acinetobacter baumannii一非發酵性革蘭氏陰性球桿菌，不挑剔生長條件、廣泛存在於各種物體表面及無生命的環境，在乾燥環境中可存活長達13天，甚至於超過2星期，此特性使其得以長期存在醫院內乾燥或潮濕的環境中，而成為重要的伺機性致病菌(opportunistic pathogens)。AB菌可自正常人的皮膚、喉嚨及其他部位分離出來，對於健康的人較少引起嚴重的感染，但卻容易造成住院病患伺機性的感染。AB菌移生率較高的危險因子包括住院天數長、使用廣效性抗生素(如第三代cephalosporins)、插管、使用呼吸器及接受化療。此菌毒性低，但是感染病患之致死率高，有些研究報告指出院內感染造成的菌血症死亡率可高達25-34%，若為肺炎則死亡率可高達40-80%。

從過去的研究中發現，A. baumannii 感染老鼠的肺部之後會造成，噬中性球到肺部，然後清除細菌。在本篇研究當中，發現到被感染的肺部當中，會表現出S100 famil中的calprotectin，calprotectin(CP)為宿主細胞的nutritional immunity的一中，它會螯合Zn後，sequestration對於Acinetobacter baumannii生理功能維持重要的Zn達到抑菌的效果。

所以作者就利用calportectin當作一個probe，觀察到細菌在含有calprotectin的培養基當中，細菌的生長明顯受到抑制，再利用transposon library random mutate細菌之後，挑出在含有CP的growth media中，生長顯著增加或下降的mutants，其中一個clone 4G7，他被定義為與鋅離子transport相關的ZunB。

而在ZnuB基因附近，與ZnuB為相同operon的基因，包括了可能為一個repressor的zur。作者利用EMSA等方法，證明了Znu operon的promoter位置上有一個zur box，zur 會binding到上面，而在鋅離子濃度受限制的情況之下promoter的強度會增加。

作者在in vivo的實驗當中，看到了在ZnuB不表現的細菌當中，pathogenesis受到影響。

另外作者，在治療Acinetobacter baumannii感染中其中一種抗生素為carbapenem，但是有越來越多的菌株被發現具有這種抗生素的抗藥性，抗藥性的dissemination是因為carbapenemase gene的獲得，carbapenemase需Zn才有活性，所以作者假設Zn的limitation可以做為一種抗生素治療的輔助。而實驗中也在臨床分離的有抗藥性的菌株當中可以看到這個假設成立。