综述:中药及其活性成分在治疗抗生素耐药肺炎克雷伯菌感染中的进展:疗效、机制与联合策略
《Science of Traditional Chinese Medicine》:Advances of Chinese herbal medicine and its active ingredients in the treatment of antibiotic-resistant Klebsiella pneumoniae infections: Therapeutic efficacy, mechanisms, and combination strategies
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时间:2025年11月04日
来源:Science of Traditional Chinese Medicine
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本综述系统总结了中药(CHM)及其活性成分在应对抗生素耐药肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)感染方面的最新研究进展。文章详细阐述了肺炎克雷伯菌的耐药现状与挑战,重点突出了中药通过直接抗菌(如破坏生物膜、抑制β-内酰胺酶(ESBLs))、免疫调节(如抑制NF-κB通路)以及与抗生素(如碳青霉烯类)协同增效(FICI ≤ 0.5)等多途径、多靶点的独特优势,为解决全球抗菌素耐药性(AMR)这一紧迫公共卫生威胁提供了极具前景的中西医结合(TCM-WM)策略。
肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)是一种广泛存在的革兰氏阴性菌,尤其在亚洲地区。随着抗生素耐药菌株的出现,其治疗策略变得异常复杂。抗生素的过度使用和误用导致了多重耐药(MDR)细菌的出现,其中碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌(CRKP)更成为严峻的公共卫生威胁。传统抗生素疗效受限,噬菌体疗法和抗毒力药物等非传统策略又存在局限性。在此背景下,拥有数千年临床应用历史的中药(CHM)展现出巨大潜力。中药复方具有多成分、多靶点、协同作用的特点,不仅能直接抗菌,还能调节免疫、逆转耐药性,并与抗生素产生协同效应,为应对耐药菌感染提供了综合性策略。
肺炎克雷伯菌属于肠杆菌科,是医院获得性感染的主要病原体。通过全基因组测序,肺炎克雷伯菌物种复合体(KpSC)被划分为至少7个亚种或系统群。临床上,肺炎克雷伯菌主要分为经典肺炎克雷伯菌(cKP)和高毒力肺炎克雷伯菌(hvKP)。cKP常见于医院感染,主要影响免疫力低下者;而hvKP毒力更强,可引起健康个体的社区获得性严重感染,并具有转移至其他器官的能力。序列类型ST11和ST23是当前最流行的hvKP亚型,它们往往携带独特的毒力基因并表现出抗生素耐药性。
肺炎克雷伯菌的成功感染依赖于其多种毒力因子,主要包括菌毛、荚膜、脂多糖(LPS)和铁载体。1型和3型菌毛介导细菌粘附于宿主细胞和生物表面,并在生物膜形成中起关键作用。荚膜由荚膜多糖(CPS)构成,已知有超过160种K抗原类型,其中K1和K2型与增强的抗吞噬能力及高毒力密切相关。LPS(内毒素)是革兰氏阴性菌外膜的关键成分,可保护细菌免受宿主体液免疫攻击并贡献于抗生素耐药。为了在宿主铁限制环境中生存,肺炎克雷伯菌分泌多种铁载体,包括肠杆菌素、耶尔森菌素、沙门菌素和气杆菌素,以高效摄取铁元素。此外,某些菌株还携带如colibactin等基因毒素,并能形成生物膜,进一步增强其致病性。
肺炎克雷伯菌是ESKAPE病原体中的重要成员,其耐药性问题日益严重。其对氨苄青霉素的固有耐药由染色体编码的SHV型β-内酰胺酶介导。更令人担忧的是,获得性耐药基因(如编码超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)和碳青霉烯酶(如KPC, NDM-1)的基因)通过质粒水平传播,导致MDR和广泛耐药(XDR)菌株的出现。CRKP感染死亡率高,治疗选择极其有限。近年来,甚至出现了对最后防线药物多粘菌素耐药的菌株(如携带mcr基因),使得部分感染几乎无药可治。耐药菌株的克隆传播,特别是兼具高毒力和耐药性的CR-hvKP菌株的出现,构成了重大的临床挑战。
5. 中药及其活性成分在治疗肺炎克雷伯菌感染中的作用
中药治疗遵循“扶正祛邪”的核心原则。“祛邪”即指中药的直接抗菌活性。研究表明,多种中药复方(如痰热清注射液、双黄连挥发油)、单味药提取物(如黄连、紫苏子水提物)及其活性成分(如黄芩素、小檗碱、槲皮素等)对肺炎克雷伯菌具有抑制作用,其最低抑菌浓度(MIC)各不相同。作用机制多样,包括破坏细胞壁/膜完整性、抑制生物膜形成、抑制群体感应(QS)系统、调控代谢通路、抑制外排泵活性等。
“扶正”则体现了中药的免疫调节作用。多项体内研究证实,中药方剂(如芪参混合物、清风固表颗粒)及活性成分(如甘草次酸、橙皮苷)能够通过抑制TLR4/NF-κB等信号通路,减轻过度炎症反应,减少炎性细胞因子(如IL-6, TNF-α)释放,调节巨噬细胞极化,从而缓解肺组织病理损伤,改善临床症状,增强宿主防御能力。
中药与抗生素联用是增强疗效、克服耐药性的有效策略。协同作用通常通过分级抑菌浓度指数(FICI)≤ 0.5来判定。例如,痰热清注射液联合亚胺培南、黄芩素联合美罗培南、小檗碱联合多种抗生素等组合均显示出协同或相加效应。其机制主要包括:中药成分破坏细菌外膜 permeability,促进抗生素进入;抑制β-内酰胺酶(如NDM-1)活性,恢复β-内酰胺类药物敏感性;抑制生物膜形成,消除细菌庇护所;调控外排泵基因表达,降低抗生素外排。这种联合策略实现了直接杀灭病原体与调节宿主免疫的双重目标,为临床治疗耐药菌感染提供了新思路。
面对日益严峻的抗生素耐药性挑战,中药及其活性成分凭借其多组分、多靶点的整体调节优势,在治疗肺炎克雷伯菌感染方面展现出独特价值和巨大潜力。未来研究应侧重于加强临床随机对照试验(RCTs)以验证其安全性与有效性,深入探究药效物质基础与药代动力学特性,并利用现代药剂学技术(如纳米载药系统)提高生物利用度。同时,进一步推动中西医结合,建立更精准的证候诊断标准,将有助于开发出更有效、更个性化的抗感染治疗方案,为全球抗击抗菌素耐药性贡献力量。
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