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研究人员针对 ESKAPE 病原体耐药及生物膜形成问题,研究硼酸作用,发现其有抗菌活性,有望防医院感染。
在医疗领域,细菌感染一直是个棘手的问题,尤其是那些对几乎所有抗菌药物都产生耐药性的细菌,它们就像一群 “超级反派”,让医生们头疼不已。其中,肠球菌(Enterococcus faecium)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和肠杆菌(Enterobacter spp.)组成的 ESKAPE 病原体,更是成为了全球公共卫生的重大威胁。
这些 “超级细菌” 不仅耐药,还能形成生物膜(Biofilm)。生物膜就像是它们的 “坚固堡垒”,由微生物形成的细胞簇包裹在胞外多糖基质中,能阻碍抗菌药物进入,使得感染难以治疗。面对这样的困境,寻找新的抗菌策略迫在眉睫。
来自土耳其多所大学的研究人员,包括 Atatürk 大学、Bilecik ?eyh Edebali 大学等,开展了一项关于 ESKAPE 病原体的研究。他们从重症监护病房患者的临床样本中分离出耐药的 ESKAPE 病原体,送往 Atatürk 大学 Yakutiye 研究医院微生物实验室进行研究。该研究发表在《BMC Microbiology》杂志上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,通过传统方法(菌落形态、革兰氏染色特征、过氧化氢酶和体外凝固酶试验)和 VITEK 2 对细菌进行鉴定,确定病原体种类;其次,采用 PCR 技术检测各种基因,如耐药基因、生物膜形成相关基因等;此外,利用细胞培养方法评估硼酸(BA)对生物膜形成基因的影响,并通过测定总抗氧化能力(TAC)和总氧化状态(TOS)等指标来评估硼酸的作用效果。
研究结果如下:
- 细菌菌株及抗生素敏感性:研究共纳入 182 例患者的 182 株 ESKAPE 病原体,其中大肠杆菌(E. coli)分离率最高(32.97%),其次是肠球菌属(22.53%)和葡萄球菌属(15.93%) 。多数 ESKAPE 病原体(53.29%)来自门诊患者,尿液样本中感染率最高(63.19%)。这些病原体对多种抗生素表现出耐药性,如大肠杆菌和铜绿假单胞菌对头孢菌素耐药,葡萄球菌属对大环内酯类耐药等。
- 生物膜形成:通过定量微量稀释板法和刚果红琼脂法评估生物膜形成能力。结果显示,不同细菌的生物膜形成能力各异。定量微量稀释板法检测出大肠杆菌、肠球菌和假单胞菌属样本的生物膜形成能力较高;刚果红琼脂法检测出葡萄球菌属、肺炎克雷伯菌和肠杆菌属样本的生物膜形成能力较高。
- 分子结果:在大肠杆菌分离株中,35% 含有 OXA - 48 基因,31.7% 含有 KPC 基因;葡萄球菌属分离株中,48.3% 为甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA),34.5% 为甲氧西林耐药凝固酶阴性葡萄球菌(MRCNS),17.2% 为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),55.2% 的分离株同时含有 icaA 和 icaD 基因;肠球菌属分离株中,14.6% 含有 vanA 基因,61% 含有 vanC 基因等。
- 细胞培养结果:评估硼酸对 L929 细胞系感染的疗效。结果表明,8 mM/mL 和 16 mM/mL 的硼酸对细胞有毒性,2 mM/mL 和 4 mM/mL 的硼酸对大肠杆菌、葡萄球菌属、铜绿假单胞菌、肠球菌和肠杆菌的细菌数量有明显抑制作用(P<0.05),4 mM/mL 的硼酸可使肺炎克雷伯菌数量减少(P<0.05),但硼酸对鲍曼不动杆菌影响不显著(P>0.05) 。
研究结论和讨论部分指出,ESKAPE 病原体的耐药性和生物膜形成给临床治疗带来了巨大挑战。该研究中分离的 ESKAPE 病原体耐药率较高,且生物膜形成与耐药性存在一定关联。硼酸在 2 mM/mL 和 4 mM/mL 剂量下对 ESKAPE 病原体具有显著的抗菌活性,其联合抗菌活性有望预防医院感染。然而,目前还需要进一步开展动物研究,以更真实地观察感染的免疫反应、症状和预后。同时,在设计抗生物膜化合物时,还需考虑其在体内的适当递送和剂量问题。这项研究为应对 ESKAPE 病原体感染提供了新的思路和潜在的治疗方法,对解决日益严重的微生物耐药问题具有重要意义。