铜绿假单胞菌之所以被列为人类三大条件性致病菌之一,它的一个重要临床特性就是很容易产生多重耐药,是一种非常难以消除的病原微生物。在2013年的美国疾控中心(US CDC)把多重耐药铜绿假单胞菌列为10大耐药威胁(drug-resistant threats)。铜绿假单胞菌基因组上有12种编码RND(Resistance-Nodulation-Division)家族多药外排泵(multidrug efflux pump)的操纵子,铜绿假单胞菌通过调控这些操纵子的表达,使其拥有广谱的耐药性。在这12种多药外排泵中,mexAB-oprM操纵子编码的外排泵在其临床分离菌株中起主要的多重耐药功能。

  最新研究通过生物信息学、分子遗传学及生物化学等手段,对铜绿假单胞菌mexAB-oprM操纵子的表达调控进行了深入研究,发现在大肠杆菌等很多其它细菌中主管响应细胞膜胁迫信号的调节因子CpxR直接参与了mexAB-oprM操纵子的表达调控。体外研究结果证明,只有磷酸化的CpxR蛋白才可以结合mexAB-oprM启动子上游的靶位点;CpxR蛋白上的天冬氨酸磷酸化保守位点对其体内激活mexAB-oprM启动子至关重要。由于抗生素对细菌细胞的杀灭作用中也包括对细胞膜的直接或间接的胁迫作用,这暗示着当细菌遭到抗生素攻击导致其细胞膜出现威胁生命的异常时,细菌将及时感应到的危机信号传输给CpxR蛋白,激活mexAB-oprM操纵子,启动其“呕吐”机制(外排泵等),将体内的“毒药”(抗生素等)及时排出体外,从而达到细菌对不同药物的广谱耐药性(卡通表述见图一)。