《Bioorganic Chemistry》：Antibacterial and antibiofilm activities of bioactive metabolites from
Salmonella typhi against multidrug-resistant pathogens
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临床分离的大肠杆菌O157:H7经高压灭菌后生物活性成分仍保留，其通过调节宿主免疫和抗凋亡途径抑制Th17细胞分化，减少IL-17和IL-23水平，从而有效治疗类风湿性关节炎小鼠模型。
Sima Rahman Qadir|Kochar I. Mahmood|Hastyar H. Najmuldeen
伊拉克Chamchamal 46023，Charmo大学医学实验室科学系
摘要
致病细菌仍然是未被充分探索的生物活性次级代谢物来源，这些代谢物具有潜在的抗菌特性。本研究评估了从临床分离的伤寒沙门氏菌分泌的代谢物对多重耐药（MDR）病原体的抗菌和抗生物膜作用。通过MIC/MBC分析和结晶紫生物膜抑制试验，对无细胞上清液、溶剂可提取组分以及热处理后的制备物进行了评估。粗提代谢物表现出对铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌和金黄色葡萄球菌的强生长抑制和杀菌活性，并显著抑制了生物膜的形成。在95°C下仍能保持抗菌效果，表明这些活性物质具有热稳定性且主要不是蛋白质类。GC–MS分析显示其成分包括脂肪酸、二酮哌嗪和芳香族化合物等，这些成分通常与膜破坏和群体感应干扰有关。FT-IR分析进一步确认了羟基、烷基、羰基和芳香族官能团的存在，表明这些代谢物为低分子量的生物活性物质。本研究首次证明伤寒沙门氏菌能够分泌具有强抗菌和抗生物膜活性的化学多样性和热稳定的代谢物，这些代谢物针对的是临床上重要的多重耐药病原体。这些发现使伤寒沙门氏菌成为一种有前景但非传统的抗菌支架来源。未来的工作将重点关注纯化、结构鉴定（LC-MS/MS、NMR）和机制研究，以将这些代谢物开发成安全且可大规模生产的抗感染候选物质。
引言
抗生素耐药性的日益严重危机是全球健康面临的最严峻挑战之一，威胁着数十年的医学进步[1]。每年，抗菌耐药性（AMR）导致约500万人死亡，如果不采取紧急干预措施，这一数字预计会急剧上升[2,3]。在临床、农业和兽医领域对抗生素的滥用和过度使用加速了多重耐药（MDR）病原体的进化，使得许多一线治疗方法失效[4]。更复杂的是，细菌能够形成覆盖有自产胞外基质的生物膜结构，这些生物膜大大降低了抗生素的效果，并保护病原体免受宿主免疫系统的攻击[5]。与生物膜相关的感染非常顽固，通常需要长时间或重复治疗，但效果有限，是慢性伤口、医疗设备故障和医院内感染的主要原因[6]。为应对抗菌耐药性和生物膜保护的协同威胁，研究转向了天然来源的新抗菌剂。已有大量研究探索了植物衍生物[7]、[8]、[9]、微生物代谢物[10,11]、纳米材料[11,12]和噬菌体[11]。尽管取得了显著进展，但致病细菌产生生物活性化合物的潜力仍需进一步研究。
在自然和临床生态系统中，细菌并非孤立存在，而是处于不断争夺资源和生态位优势的竞争中。这种种间竞争常常促使细菌产生抑制或杀死竞争微生物的次级代谢物[13,14]。具有讽刺意味的是，许多作为研究目标的临床相关病原体也是强效抗菌化合物的生产者，这是它们生态生存策略的一部分[15]。
这些代谢物的生物活性特征是由环境压力形成的，尤其在细菌必须为有限的营养和空间与竞争对手竞争的环境中（如多微生物感染或医院表面），它们展现出具有治疗潜力的生物活性。这些受环境挑战和选择压力塑造的代谢物，在微生物竞争激烈的临床环境中（如资源有限和细菌密度高的环境[13]、[14]、[15]）具有特别的治疗潜力。最新研究表明，致病细菌是尚未充分探索的抗菌代谢物的重要来源。Maglangit等人（2021年）报告称，许多昆虫、植物和人类致病细菌产生的生物活性化合物具有临床相关的抗菌和抗真菌活性，使其成为抗生素发现的有希望的来源[16]。Alghofaili（2022年）进一步证明，从鼠伤寒沙门氏菌 SL1344和铜绿假单胞菌 PA01培养物中提取的无菌粗上清液显著抑制了铜绿假单胞菌 PA01和肺炎克雷伯菌的生物膜形成[17]。同样，Blana等人（2015年）发现，luxS阳性鼠伤寒沙门氏菌菌株产生的无细胞上清液调节了包括肠炎沙门氏菌、伤寒沙门氏菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌在内的食源性病原体的单细胞生长动力学，表明其具有群体感应介导的调节作用[18]。因此，本研究旨在通过提取、分析和表征从临床分离的伤寒沙门氏菌分泌的代谢物，评估其作为具有抗菌和抗生物膜活性的新型生物活性次级代谢物的潜力。
研究部分片段
临床分离株和样本收集
临床细菌分离株来自伊拉克Sulaymaniyah的Harem专业诊断实验室的各种患者样本。研究包括六种细菌：伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。分离株在血液琼脂和MacConkey琼脂平板（Liofilchem，意大利）上培养，并在37°C下有氧培养24小时。纯菌落无菌转移到营养肉汤（Liofilchem，意大利）中。培养后，
临床分离株的分子鉴定
通过使用通用引物（27F/1492R）扩增16S rRNA基因，从六个代表性分离株的基因组DNA中获得了约1.5 kb的扩增产物。琼脂糖凝胶电泳（1.5%）确认了与预期产物大小一致的单个清晰条带（图1）。通过NanoDrop测得的DNA纯度为A260/A280 = 1.8–2.0，确保适合后续测序。Sanger测序确认了物种身份。
讨论
本研究最引人注目的结果是来自伤寒沙门氏菌的无细胞上清液（CFS）和溶剂可提取代谢物表现出显著的抗菌和抗生物膜活性。这些代谢物有效抑制了多种多重耐药（MDR）病原体的生长和生物膜形成，包括铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌和肺炎克雷伯菌。这一观察结果支持了我们的核心假设，并与先前的研究结果一致，表明致病细菌
CRediT作者贡献声明
Sima Rahman Qadir：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，软件使用，资源管理，项目协调，方法学设计，实验设计，数据分析，概念构建。Hastyar H. Najmuldeen：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，监督，软件使用，资源管理，项目协调，方法学设计，数据分析，概念构建。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者感谢Charmo大学和Cihan大学在本研究期间提供的支持和设施。
