硝酸银能够增强多粘菌素对具有内在多粘菌素抗性的 Edwardsiella piscicida 的抗菌效果

《Frontiers in Veterinary Science》：Silver nitrate enhances antibacterial effect of colistin against intrinsic colistin resistant Edwardsiella piscicida

本研究发现，银硝酸盐与多粘菌素协同作用可有效逆转爱德华氏菌的固有耐药性，其机制涉及破坏细菌红ox平衡、抑制外排泵活性及氧化应激损伤，显著提高体外和体内杀菌效果，为水产养殖中耐药菌治疗提供了新策略。

　　银离子硝酸盐（AgNO?）与多粘菌素E（colistin）的联合使用，已被证实对革兰氏阴性菌具有显著的协同抗菌作用。这一发现对水产养殖领域具有重要意义，尤其是在应对多药耐药（MDR）和天然对多粘菌素E具有抗性的细菌如*Edwardsiella piscicida*（简称*E. piscicida*）方面。随着全球水产养殖业的快速发展，由多种病原体引起的疾病成为制约行业可持续发展的关键因素之一。*E. piscicida*是一种广泛分布且具有潜在威胁的条件性致病菌，能够感染多种淡水和海水养殖鱼类，导致严重的经济损失和生态风险。因此，寻找有效的替代治疗策略变得尤为迫切。

多粘菌素E作为最后的抗生素之一，通常用于治疗由MDR革兰氏阴性菌引起的感染。然而，由于其作用机制主要依赖于与细菌外膜脂质A的相互作用，许多细菌通过脂质A的修饰或移动性耐药基因（mcr）变异，形成了对多粘菌素E的天然耐药性。这种耐药性的存在，使得多粘菌素E的临床应用受到限制。与此同时，银离子硝酸盐作为一种历史悠久的抗菌剂，其低毒性对哺乳动物细胞和动物而言，为开发新型抗菌策略提供了可能性。近年来的研究表明，银离子硝酸盐与某些抗生素的组合可以显著增强抗菌效果，这为解决多粘菌素E耐药性问题带来了新的希望。

在本研究中，银离子硝酸盐与多粘菌素E的联合使用对*E. piscicida*展现出强烈的协同杀菌活性。具体而言，该组合不仅显著降低了*E. piscicida*的最小抑菌浓度（MIC），还增强了多粘菌素E对细菌的杀伤效果。此外，该组合在斑马鱼模型中表现出良好的体内杀菌效果，并显著提高了斑马鱼的存活率。这些结果表明，银离子硝酸盐与多粘菌素E的联合使用可能成为一种有效的治疗策略，特别是在对抗天然耐药的*E. piscicida*感染方面。

进一步的机制分析显示，银离子硝酸盐和多粘菌素E通过多种途径影响细菌的生存能力。首先，它们共同作用于细菌的氧化还原稳态，抑制了硫氧还蛋白（Trx）系统，导致活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）的过量生成，同时抑制了超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性，并降低了谷胱甘肽（GSH）的含量，从而引发了严重的氧化应激。其次，银离子硝酸盐增强了多粘菌素E对细菌膜的破坏能力，增加了膜的通透性，并降低了膜电位，这可能与细菌膜结构的损伤有关。此外，该组合还显著抑制了与药物外排、阳离子抗菌肽（CAMP）耐药性以及感染和毒力相关的关键基因表达，进一步削弱了细菌的生存和致病能力。

在实验方法上，研究采用了多种技术手段来评估银离子硝酸盐和多粘菌素E的协同作用。例如，通过棋盘法（checkerboard assay）检测了两者的协同抗菌效果，并计算了协同指数（FICi），结果显示该组合对多种*E. piscicida*菌株表现出显著的协同作用。时间杀灭实验（time killing assay）则进一步验证了这种协同作用的有效性，显示联合治疗能够显著降低细菌数量，并且在24小时内没有出现细菌的再生长现象，而单独使用多粘菌素E或银离子硝酸盐则未能有效抑制细菌的生长。此外，通过荧光染色技术，研究者评估了细菌膜的完整性、通透性以及膜电势的变化，发现联合治疗显著增加了膜的通透性，并降低了膜电势，同时伴随着明显的形态学损伤。这些结果表明，银离子硝酸盐能够增强多粘菌素E对细菌膜的破坏作用，从而提高其抗菌效果。

在分子层面，研究还探讨了银离子硝酸盐对细菌抗氧化系统的影响。通过qRT-PCR技术，研究者检测了与抗氧化相关的基因表达水平，发现银离子硝酸盐和多粘菌素E的联合使用显著抑制了这些基因的表达，从而削弱了细菌的抗氧化防御能力。进一步的实验还表明，通过外源性添加ROS清除剂N-乙酰半胱氨酸（NAC），可以有效阻断银离子硝酸盐与多粘菌素E的协同作用，这进一步支持了氧化应激在抗菌机制中的关键作用。同时，对与细菌毒力相关的基因表达分析显示，该组合能够显著抑制与III型和VI型分泌系统相关的基因，从而削弱细菌的致病能力。

在体内实验方面，研究者使用斑马鱼感染模型来验证银离子硝酸盐与多粘菌素E的协同抗菌效果。结果显示，联合治疗显著降低了斑马鱼体内细菌的载量，并显著提高了其存活率。相比之下，单独使用多粘菌素E或银离子硝酸盐未能有效控制感染，这表明联合治疗在体内具有更广泛的抗菌效果。此外，研究还探讨了该组合对细菌生物膜形成和运动能力的影响，发现其能够显著抑制生物膜的形成，并降低细菌的运动能力，这可能与其对细菌膜的破坏以及对抗氧化系统的抑制有关。

值得注意的是，尽管银离子硝酸盐和多粘菌素E的联合使用在抗菌方面表现出色，但其潜在的环境和健康风险也不容忽视。已有研究表明，高浓度的银离子（如≥500 μg/L）可能对水生生态系统造成负面影响，包括抑制浮游植物的光合作用和生长。此外，银离子在某些鱼类体内的积累可能引发慢性毒性效应，对水产养殖业的安全和人类健康构成威胁。因此，研究者强调需要进一步探索银离子在不同浓度、不同种类和不同物种中的安全性，优化其使用剂量和给药方式，以最大限度地发挥其抗菌作用，同时减少对环境和健康的潜在危害。

综上所述，银离子硝酸盐与多粘菌素E的联合使用为对抗天然耐药的*E. piscicida*提供了一种新的治疗策略。该组合通过多种机制，如破坏细菌膜结构、增强氧化应激、抑制药物外排和毒力相关基因的表达，显著提高了抗菌效果。然而，银离子的使用仍需谨慎，以避免可能的环境和健康风险。未来的研究应进一步探讨该组合的分子机制，优化其在水产养殖中的应用方案，并建立相应的安全标准，以确保其在实际应用中的有效性与安全性。