讓病原菌“缺鐵”幫助阻斷肺部感染蔓延

　　在世界范圍內結核分枝桿菌是最具破壞性的病原體之一，根據WHO數據，2019年有150萬人死于結核病。對多種抗結核病的特效藥產生抗性是醫生和患者最擔心的事情，對科研人員來說，需要盡快研發治療結核病的新型藥。

　　所有生物（包括病原體）都需要鐵才能生存。當人類細胞感染了結核分枝桿菌等病原體后，會將鐵的濃度降到最低，從而把病“餓死”。反過來，結核菌會釋放名為結核菌素（mycobactins）的小分子，把宿主細胞中的鐵偷過來。結核菌素捕獲的游離鐵被名為IrtAB的蛋白質運輸進細菌內。

　　蘇黎世大學醫學微生物研究所教授Markus Seeger領導的一項研究詳細分析了負責將鐵從受感染宿主細胞轉運到細菌中的蛋白質。“如果IrtAB不存在或不起作用了，結核分枝桿菌將無法在人體內繁殖，”Seeger說。

　　這項發表在《Nature》上的研究結合了冷凍電鏡和X射線晶體學技術，首次解決了轉運蛋白IrtAB的高分辨率結構。根據其空間結構，IrtAB屬于ABC外向轉運蛋白（exporters），通常與分子流出細菌細胞有關。“我們的研究證明，IrtAB實際上可以將結核菌素導入結核分枝桿菌。也就是說，它以與預期相反的方向運輸分子，”Seeger說。

　　在IrtAB的幫助下，結合了鐵的結核菌素被導入細菌后，鐵被釋放到了細胞內，空載的結核菌素被重新回收去結合新的鐵。

　　Seeger說。“IrtAB是潛在的藥物靶標，因為它的缺失使結核分枝桿菌失活并且無法感染。通過我們對其功能和結構的闡明，我們開發了新的抑制鐵轉運進入細菌的藥物途徑。考慮到影響全球的肺部疾病COVID-19，這項對結核分枝桿菌的研究將發揮更重要的作用。完全可以想象，被COVID-19削弱后，患者的肺結核感染率將會增加。”