大西洋百里香与摩洛哥薰衣草精油抗粪肠球菌及生物膜活性研究：从体外实验到计算机模拟的深入探索

本研究针对粪肠球菌(Enterococcus faecalis)耐药性问题，通过GC-MS-MS分析Thymus atlanticus (TAEO)和Lavandula maroccana (LMEO)精油化学成分，结合体外抗菌/抗生物膜实验及分子对接技术，发现两种精油对临床分离株和标准株均具有显著抑制效果（IZ达24mm，MIC低至4.87mg/mL），其活性成分与Sortase A蛋白高亲和力结合，为开发新型抗感染制剂提供理论依据。

　　

在口腔感染领域，粪肠球菌(Enterococcus faecalis)已成为根管治疗失败的主要元凶。这种革兰氏阳性菌不仅对β-内酰胺类抗生素天然耐药，更被世界卫生组织列为急需新型治疗策略的ESKAPE病原体之一。它能够形成顽固的生物膜，黏附在根管表面，即使经过彻底消毒仍可能存活，导致持续性根尖周炎。在当前抗生素耐药性日益严峻的背景下，从天然植物中寻找替代方案显得尤为迫切。

摩洛哥因其丰富的植物多样性和悠久的草药应用传统，成为研究药用植物的热点区域。其中，大西洋百里香(Thymus atlanticus)和摩洛哥薰衣草(Lavandula maroccana)作为当地特有物种，虽在传统医学中被广泛应用，但其抗粪肠球菌活性尚未被系统研究。为此，研究人员在《Scientific African》发表了这项整合体外实验与计算机模拟的综合研究，旨在探索两种精油的化学成分及其抗粪肠球菌生物膜形成的机制。

本研究主要采用了几项关键技术：通过气相色谱-串联质谱(GC-MS-MS)分析精油化学成分；采用微量稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)；通过结晶紫染色法评估生物膜抑制和破坏能力；利用同源建模构建粪肠球菌Sortase A(SrtA)蛋白三维结构；最后通过分子对接(AutoDock Vina)分析活性成分与SrtA的相互作用，并结合ADMET(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)预测评估化合物安全性。

植物材料与精油提取

研究人员从摩洛哥廷吉尔省Assoul地区(31°56′26.9"N 5°12′38.6"W)采集两种植物的地上部分，经阴干后采用水蒸气蒸馏法提取精油。TAEO得率为0.63%，呈亮黄色；LMEO得率为0.17%，呈金棕色。

色谱分析

GC-MS-MS分析揭示：TAEO中以含氧单萜为主(96.26%)，其中百里香酚(thymol)占比71.44%，樟脑醇(borneol)占19.58%；LMEO中检测到25种化合物，主要成分为香芹酚(carvacrol)(56.42%)和2-异丙基-4-甲基茴香醚(10.17%)。

抗菌活性评估

采用纸片扩散法和微量稀释法对粪肠球菌标准株(ATCC 29212)和临床分离株进行测试。LMEO抑菌圈直径(IZ)最大达24.00±1.0mm，优于阳性对照物2.5%次氯酸钠(NaOCl)(14.00±0.0mm)和庆大霉素(15±0.0mm)。TAEO对标准株的MIC和MBC值分别为4.87±0.0mg/mL和9.74±0.0mg/mL。氨苄青霉素显示出最强抑菌效果(IZ=28±1.4mm)。

抗生物膜活性评估

通过结晶紫染色法发现：两种精油在2%-0.25%浓度范围内显著抑制生物膜形成(p<0.001)，LMEO对标准株生物膜抑制率高达97%，TAEO对临床株抑制率达94%。在生物膜破坏实验中，LMEO对所有测试浓度均表现出显著破坏效果(破坏率35%-66%)，而TAEO在特定浓度(0.5%、0.06%和0.03%)下对临床株生物膜有破坏作用，但在0.5%和0.25%浓度下反而刺激了标准株生物膜形成。

Sortase A蛋白同源建模与结构验证

由于缺乏粪肠球菌SrtA蛋白的晶体结构，研究团队通过SWISS-MODEL进行同源建模。最终模型MolProbity得分为0.84， clash得分为0.52，拉马钱德兰图显示92.8%残基位于最适宜区域，确认模型质量可靠。

分子对接与ADMET分析

从两种精油中选取16种含量高于1%的化合物进行分子对接分析。结果显示：LMEO中的(+)-leden(-7.2kcal/mol)和石竹烯(caryophyllene)(-7.1kcal/mol)与SrtA结合亲和力最高，甚至优于庆大霉素(-7.1kcal/mol)。TAEO中主要成分百里香酚结合能为-5.7kcal/mol。ADMET预测显示多数化合物具有良好的胃肠道吸收性和生物利用度，但石竹烯和石竹烯氧化物存在免疫毒性风险，对伞花烃、2-异丙基-4-甲基茴香醚等化合物具有潜在致癌性。

本研究首次系统评估了摩洛哥特有植物大西洋百里香和摩洛哥薰衣草精油对粪肠球菌标准株和临床分离株的抗菌和抗生物膜活性。研究发现两种精油不仅具有显著的抗菌效果，还能有效抑制和破坏生物膜形成。通过计算机模拟技术，进一步揭示了精油中特定成分(如石竹烯和(+)-leden)与粪肠球菌毒力因子Sortase A蛋白的高亲和力结合，这为理解其作用机制提供了分子基础。

尽管研究发现了这些精油的潜在应用价值，但某些成分的预测毒性(如免疫毒性和致癌性)提示需要进一步通过制剂技术(如纳米乳液、微胶囊化)来提高其安全性。此外，研究使用的单物种生物膜模型与临床多物种感染环境存在差异，未来需要建立更复杂的多物种生物膜模型来验证这些精油的实际应用潜力。

该研究为开发新型抗粪肠球菌感染制剂提供了重要的实验依据，特别是为替代传统根管消毒剂(如次氯酸钠)提供了天然候选物质，对解决抗生素耐药性问题具有重要意义。