《Journal of Infection》：Effective alternative strategies to combat challenges associated with MDR bacterial infections: Drug repurposing, role of artificial intelligence, and novel therapeutic options
抗生素失效已成为全球公共卫生领域的重大关切，其驱动因素包括新型抗生素发现停滞、临床分离菌株中耐药机制广泛出现，以及耐受性和无应答细菌种群导致的感染复发。研究人员围绕应对多重耐药（MDR）及持留菌病原体的现代创新抗感染策略展开探讨，核心方向涵盖抗菌肽（AMPs）、抗毒力化合物、噬菌体疗法及新型治疗分子的开发。此外，本综述重点阐述了现有美国食品药品监督管理局（FDA）批准药物——包括抗炎药物、抗精神病药物、抗蠕虫药物、抗癌药物及他汀类药物——的策略性重定位，将其作为替代治疗手段。同时，人工智能在抗微生物研究中的整合被视为加速识别MDR感染有效干预措施的重要路径。
引言
抗微生物耐药性（AMR）是当前持续升级的全球健康威胁，世界卫生组织（WHO, 2015）已多次强调其严重性。MDR病原菌的广泛出现与传播显著削弱了现有抗微生物疗法的疗效，其耐药机制包括水平基因转移及抗菌药物选择性压力驱动的自发突变。尽管耐药性进化是固有生物学现象，但其加速主要由抗生素滥用与误用、监测与诊断实践不足，以及临床、农业、兽医领域抗菌药物无监管使用共同驱动，这些因素导致MDR生物在全球范围内持续传播，凸显了抗微生物药物研发、管理政策改革及创新策略的迫切性。抗生素耐药已成为主要公共卫生威胁，美国疾病控制与预防中心数据显示其每年导致超23,000例死亡，欧洲年死亡人数更超过33,000例，亟需国际协作应对。当前统计数据已十分严峻，预测模型显示到2050年AMR可能导致全球超1,000万人死亡，但此类长期流行病学预测的复杂性使其存在显著不确定性。抗生素的发现与应用是现代医学的里程碑，支撑了器官移植、关节置换、心血管手术及肿瘤治疗等关键医疗操作，但广泛使用也伴随耐药性的必然出现——这是微生物为抵御抗微生物治疗选择性致死效应而发生的遗传适应性进化的结果。2008年Rice团队首次将肠球菌（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）及肠杆菌属（Enterobacter spp.）定义为“ESKAPE”病原体。除经典耐药病原体外，大肠杆菌（Escherichia coli）、粪肠球菌（Enterococcus faecalis）及洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）等机会性致病菌也可获得多重耐药性，引发难治性感染。这类微生物通过三种紧密关联但机制独立的策略逃避抗生素杀菌或抑菌效应：耐药性、耐受性及持留性。耐药菌株可在水环境、动物、物体表面、人类、植物及食品中广泛检出，其耐药表型可遗传，且需显著提升最低抑菌浓度（MIC）才能有效清除。但耐药表型并非仅源于耐药基因获得或染色体突变，持留状态是更常见的解释——即敏感菌群中存在耐受抗生素的细菌种群及高韧性“持留细胞”，这类细胞可在低于或等于MIC的抗生素浓度下存活，且不伴随MIC值变化。与耐药性早期发现类似，耐受性与持留性在青霉素应用后不久即被识别。持留细胞为非复制、代谢休眠的细菌亚群，表现出短暂抗生素耐受性，与慢性及复发性感染的发生密切相关，可逃避抗菌药物及宿主免疫防御，导致治疗失败与疾病迁延。既往研究一致证实细菌持留性与AMR进化存在关联，这凸显了针对耐受性及持留性细菌开发特异性治疗策略的紧迫性，此类细胞可能成为耐药性产生的储存库。鉴于对抗MDR及持留病原体的干预手段多样，系统评估现有及新型疗法的疗效至关重要。本综述按治疗类别与干预策略整合关键研究结果，为感染性疾病治疗领域的持续研究提供指引，内容分为两大部分：第一部分聚焦药物重定位策略，涵盖抗炎、抗精神病、抗寄生虫、抗癌药物及他汀类等已获批用于其他适应症的、具有潜在抗微生物活性的药物；第二部分阐述创新抗微生物模式，包括纳米颗粒（NPs）、成簇规律间隔短回文重复序列（CRISPR）-Cas9系统及细菌次级代谢产物等天然化合物，相关策略汇总于图1。
针对MDR及持留菌的新型抗感染治疗
抗菌肽（AMPs）
AMPs是感染管理的潜力治疗候选分子，尤其适用于持留菌相关感染。这类短链阳离子分子由多种生物作为先天免疫的一部分产生，通过膜破坏、细胞壁完整性干扰或细胞内靶点调控发挥抗微生物活性。AMPs通常具有快速杀菌动力学，可作用于广谱病原体（包括MDR细菌），因其靶向保守的膜组分——这类靶点的突变率远低于传统抗生素靶点。AMPs还常与常规抗生素产生协同效应，提升疗效并降低给药剂量，且多数AMPs可通过促进细胞因子应答或增强白细胞活性调节宿主免疫，改善病原体清除效率，这些特征使其成为标准抗生素治疗失败感染的理想候选。近期综述指出AMPs具有“广谱 efficacy、耐药性进化延迟及增强人体免疫的能力”。AMPs与传统抗生素的协同效应及固有抗生物膜特性尤为值得关注，其来源包括天然生物体提取或化学合成设计。Yang等近期鉴定出9种真菌防御素样肽（中性粒细胞合成的小分子半胱氨酸富集肽，兼具抗微生物与细胞毒性活性），可作为抗耐药及持留感染的潜力药物。这类肽在毕赤酵母（Pichia pastoris）中实现异源表达，针对MDR及持留金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的抗菌及抗生物膜活性评估显示，编号为P2的防御素样肽表达效率与疗效最优：其细胞毒性极低，无耐药性产生，稳定性优异，MIC低于2 μg/mL。机制研究显示P2可与细菌DNA结合，破坏外膜完整性，增加细胞质膜通透性，并抑制金黄色葡萄球菌生物膜形成；值得注意的是，P2可清除99%耐受100倍万古霉素MIC的持留细菌，治疗潜力显著。Li等另一项研究鉴定出两种新型肽P5（YIRKIRRFFKKLKKILKK-NH2）与P9（SYERKINRHFKTLKKNLKKK-NH2），对甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌临床分离株及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）均表现出强抗菌活性。与P2的特性一致，P5与P9溶血活性极低，对肾上皮细胞细胞毒性低，对金黄色葡萄球菌具有强抗生物膜效应，可破坏细菌细胞膜，并显著下调多个毒力相关基因，有望成为MRSA感染的治疗候选。Liu团队2019年的研究探索了阳离子肽对耐万古霉素肠球菌（VRE）的疗效，多种肽表现出中等杀菌活性，MIC范围为2~8 μg/mL；更重要的是，这些肽与万古霉素联用时可产生协同效应，提升了对VRE感染的干预潜力。阳离子肽的抗菌机制涉及抑制vanRS转录——该双组分调控系统（TCS）是万古霉素耐药的关键调控因子，vanRS表达抑制可恢复万古霉素的杀菌活性。大蜡螟（Galleria mellonella）幼虫的体内验证进一步支持了这一结论：肽与万古霉素联合治疗的生存率显著高于万古霉素单药组。上述结果揭示了阳离子肽的双重功能：既可直接杀灭VRE，又可通过逆转耐药机制增强万古霉素疗效，是应对耐药病原体的潜力药物。此外，AMPs与先天及适应性免疫应答密切相关，其针对多重耐药微生物的广谱活性已在药物研发领域受到广泛关注。生物信息学的发展极大推动了AMPs的发现，从表达序列标签（EST）数据库（尤其是植物防御素来源）中鉴定新型肽，结合抗菌实验的体内外验证，为肽类新药的开发提供了路径。抗菌肽数据库第2版（APD2）是AMPs研究的核心资源，收录了天然及合成AMPs的全面信息，支持肽家族探索、翻译后修饰肽分析及抗菌活性相关的序列数据检索。除基础序列检索外，该数据库还可计算肽的关键理化性质，包括净电荷、疏水性指数及序列比对，这对预测与优化抗菌功能至关重要。肽疏水性是膜相互作用与抗菌效力的关键决定因素，可通过HydroMcalc等在线工具估算，该工具可模拟疏水矩及两亲性特征。这些生物信息平台共同支持针对多重耐药病原体的新型AMPs理性设计与发现。除APD2外，抗菌肽集合（CAMP）是另一个综合性数据库，收录了肽序列、生物活性、来源生物分类、靶标微生物及元数据（包括MIC、溶血潜力及SwissProt、PDB、PubMed、NCBI分类数据库的交叉引用）。iAMP-2L网络服务器等工具可通过预测未表征序列是否具有抗微生物特性，并将其归类为抗菌、抗真菌、抗癌、抗HIV或抗病毒肽，进一步提升AMPs发现效率。鉴于肽的结构多样性与生物特异性，其天然不稳定性导致分类体系复杂，涵盖不同家族与功能类别。上述计算进展凸显了生物信息学在加速AMPs研究中的核心作用，为针对多重耐药病原体的新型生物活性化合物理性设计与药物研发提供支持。
抗菌肽的挑战与局限性
AMPs对耐药菌株具有强效活性，但治疗潜力受限于生物环境中的不稳定性：其易被蛋白水解酶降解，口服后在胃肠道中易被水解。微纳技术等保护性制剂与给药技术的进展为克服这些障碍提供了可能，但仍有诸多挑战待解决。部分AMPs具有溶血活性，对人类细胞的安全性存在隐患，但疏水性调控与靶向氨基酸替换可降低毒性。此外，AMPs的作用机制尚未完全阐明，阻碍了优化类似物的理性设计。AMPs的稳定性与效力也存在局限：其对蛋白酶、血清成分、pH变化及高盐浓度敏感，离子相互作用可改变肽的构象、溶解度与聚集状态，进而削弱抗菌活性。综上，AMPs是多功能的潜力治疗药物，对MDR及持留病原体具有快速、广谱活性，与抗生素存在协同效应，且具有免疫调节作用。近年来肽发现、生物工程及生物信息学数据库的进展加速了具有抗生物膜活性、低细胞毒性、可克服耐药机制的天然与合成AMPs的鉴定，这些发现确立了AMPs作为下一代替代传统抗生素、应对耐药感染的潜力地位。
抗毒力化合物
抗毒力化合物是一类通过中和细菌毒力机制而非直接抑制细菌生长发挥作用的潜力治疗药物，这种策略可减轻耐药性进化的选择压力。代表性化合物BF8（(Z)-4-溴-5-(溴亚甲基)-3-甲基呋喃-2(5H)-酮）是Pan等于2013年鉴定的溴化呋喃酮衍生物，可降低大肠杆菌（Escherichia coli）持留种群丰度，并使持留细胞重新对抗生素治疗敏感。该化合物靶向细菌生存策略而非必需细胞进程，在不施加驱动耐药的杀菌压力下实现病原体“去武装”，其抗持留与抗毒力活性凸显了BF8及类似化合物作为常规抗生素辅助治疗、应对持留细胞驱动的慢性与复发性感染的潜力。BF8作为大肠杆菌的群体感应（QS）抑制剂，可破坏生物膜形成，提升生物膜相关细胞对氟喹诺酮类抗生素氧氟沙星的敏感性；重要的是，BF8体外对哺乳动物细胞无显著细胞毒性，在健康小鼠模型中无长期毒性效应。Conlon等（2013）报道的新型酰基缩肽类抗生素ADEP4可激活通常处于休眠状态的ClpP蛋白酶，激活后的ClpP启动不受控的蛋白水解，降解近400种胞内蛋白，有效杀灭持留细菌，为克服慢性感染治疗中的主要障碍——细菌持留性——提供了新路径。除激活ClpP介导的蛋白水解外，ADEP4对浮游态与生物膜附着态的持留细胞均有效；值得注意的是，ADEP4与利福平联用可在体外及小鼠慢性感染模型中完全清除金黄色葡萄球菌生物膜。Starkey等（2014）进一步扩展了抗持留剂的范围，首次鉴定出可降低铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）中耐受抗生素的持留细胞形成的化合物，其中M64可阻断促持留与促急性毒力的MvfR（又称PqsR）依赖性QS信号分子的生物合成。MvfR是铜绿假单胞菌的核心毒力QS转录调控因子，M64在急慢性小鼠感染模型中对多重耐药铜绿假单胞菌菌株具有强效活性，且不影响细菌生长，从而最小化耐药性产生的可能性。针对大肠杆菌的研究显示，AcrAB-TolC多药外排系统可提升DNA错配修复通路活性，进而促进自发突变，这可能推动高水平抗生素耐药的出现，揭示了外排介导的耐受性与适应性耐药进化之间的新关联。因此，AcrAB-TolC外排泵抑制剂不仅可恢复大肠杆菌的抗生素敏感性，还可能调控其突变率，优化现有治疗方案。
单独或联合抗生素应用的噬菌体疗法（PT）对抗MDR及持留菌
应对MDR生物威胁升级亟需替代性抗菌策略，PT是极具潜力的方向，其利用天然存在的细菌病毒（噬菌体）特异性感染并裂解细菌细胞。与传统抗生素相比，PT的优势包括：固有毒性极低，对抗生素过敏患者安全性良好，无法在真核细胞中复制；其活性不依赖于细菌耐药机制，且在实验与临床场景中已证实与抗生素存在协同效应；噬菌体的自我扩增“自动给药”特性使其复制与细菌丰度成正比，宿主消失后复制终止；高特异性与窄宿主范围使其对宿主共生微生物组的干扰有限，降低菌群失调及相关继发并发症风险。PT的另一优势是针对靶标病原菌的高特异性，可保留宿主共生微生物组，降低菌群失调及继发并发症的风险，且与宿主免疫系统存在协同清除细菌的潜力，这种特异性与免疫调节协同效应使PT成为精准治疗MDR细菌感染的潜力候选。Xiao等（2025）的综述指出，PT是针对细菌感染治疗与预防的靶向方法。噬菌体在20世纪早期曾作为主要治疗药物广泛应用，但随着抗生素的普及而被弃用；近年因现有抗微生物药物的局限性，其重新受到关注。噬菌体通常不会完全清除感染部位的细菌细胞（完全清除会阻碍其持续复制），而是显著降低细菌负荷，辅助宿主免疫应答清除残余病原体，这种噬菌体活性与宿主免疫的互补作用是PT治疗MDR及持留感染的核心潜力所在。多项病例报告与研究证实了PT的临床疗效：例如噬菌体制剂成功用于治疗囊性纤维化患者的MDR铜绿假单胞菌感染，以及抗生素无效的慢性鲍曼不动杆菌伤口感染；个性化噬菌体鸡尾酒静脉注射治疗播散性脓肿分枝杆菌（Mycobacterium abscessus）感染患者后，临床症状显著改善。2017年Schooley等报道了一例典型案例：一名68岁糖尿病合并坏死性胰腺炎、继发多重耐药鲍曼不动杆菌感染的患者，经包含9种裂解性噬菌体的个性化PT方案治疗后，5天内感染得到控制，后续给予米诺环素巩固治疗实现完全清除，彰显了PT在危重症MDR病原体感染管理中的潜力。2011年Khawaldeh团队报道了6种裂解性铜绿假单胞菌噬菌体鸡尾酒辅助治疗67岁女性复发性膀胱感染的案例，该感染由铜绿假单胞菌持留细胞亚群维持，对常规抗生素治疗无效；噬菌体鸡尾酒与美罗培南、多黏菌素联用后，临床症状显著改善，细菌负荷大幅降低，每12小时给药一次，连续10天，第8天时细菌计数降至 undetectable水平，且治疗耐受性良好。Torres-Barceló等（2014）与Chaudhry等（2017）的研究强调了序贯噬菌体-抗生素给药的协同潜力，显示PT先于抗生素给药可提升铜绿假单胞菌感染的疗效，凸显了给药时机与协调在噬菌体-抗生素联合策略中的重要性，支持将PT整合至现代抗微生物治疗方案。证据表明，噬菌体治疗后细菌病原体对某些抗生素的敏感性提升，甚至可恢复抗生素敏感性，潜在机制包括噬菌体利用细菌外排泵（抗生素耐药的关键组分）作为受体，削弱细菌排出抗生素的能力，进而增强抗生素疗效。Blasco等（2019）对鲍曼不动杆菌溶原性噬菌体Ab105–2phiΔCI进行工程改造，删除CI阻遏基因将其转换为裂解变体，该修饰噬菌体与碳青霉烯类抗生素（亚胺培南、美罗培南）联用在体外与体内均显著降低了MDR鲍曼不动杆菌的细胞活力，且碳青霉烯类的MIC显著降低，增强了其对耐药菌株的疗效，凸显了工程化噬菌体作为MDR细菌感染辅助治疗的潜力。噬菌体衍生内切溶素（endolysins）的抗生物膜潜力也成为应对持留感染的新策略：phi11噬菌体的内切溶素可通过两个内肽酶结构域破坏金黄色葡萄球菌生物膜，Fenton与Shen报道的裂解性内切溶素CHAP(K)与PlyC分别对葡萄球菌与链球菌生物膜具有强效活性；PlyE146对大肠杆菌、铜绿假单胞菌及鲍曼不动杆菌三类具有高耐药与持留特征的院内感染病原体具有强裂解活性；2011年首次鉴定的LysAB2内切溶素对鲍曼不动杆菌、MRSA及大肠杆菌具有广谱活性，肽诱导修饰可进一步扩展其裂解谱，提升其作为多功能治疗工具的适用性。近期一项随机双盲安慰剂对照临床试验评估了定制化局部噬菌体鸡尾酒在慢性伤口（病程>6周）患者中的应用，结果显示局部噬菌体给药耐受性良好，与安慰剂组相比显示出伤口结局改善的信号，支持了局部PT的安全性与概念验证疗效，但该研究存在样本量较小、伤口病因异质性、合并抗生素使用及需病原体匹配（噬菌体敏感性试验）等局限，需更长随访期与更大规模多中心确证试验。Nature Microbiology发表的一项大型多中心回顾性观察分析总结了欧洲联盟首个100例连续个性化PT病例的结果（病例时间跨度2008–2022年），显示在同情用药项目中，高比例的难治性（常为MDR）感染患者出现临床改善或感染控制，且分析了与成功相关的因素（如早期联合抗生素、噬菌体-宿主匹配）；该研究的优势在于真实世界的感染规模与多样性，但作为观察性系列研究，存在选择偏倚（同情用药人群）、治疗方案异质性、无随机化与盲法、随访可变等局限，因果推断受限，但这类真实世界数据为正在开展的随机试验设计提供了支撑。此外，2022年以来多项关于吸入或肺内噬菌体治疗囊性纤维化或呼吸机相关性铜绿假单胞菌感染的方案论文与随机安全性/活性试验已发表或注册，这类试验通常为随机、安慰剂对照、双盲剂量递增研究，主要终点为安全性与细菌负荷降低（定量培养），次要终点包括肺功能指标、急性加重频率及抗生素使用；早期结果通常显示可接受的安全性及微生物学活性信号，但统计效力不足以得出稳健的临床疗效结论，需开展以临床终点（至下次急性加重时间、住院天数、死亡率）为目标的大型试验。需注意，含持留细胞的细菌种群虽对抗菌药物敏感，但存活持留细胞的杀伤曲线与抗生素浓度无关；而耐药细菌的死亡率在抗生素浓度高于MIC时与浓度相关，且耐药性通常针对特定药物类别，持留性则对多种刺激（包括抗生素）产生应答，这反映了两类表型的分子机制差异。
噬菌体疗法（PT）的潜在劣势
尽管PT治疗潜力显著，仍需考虑多重挑战与局限。首要难点是鉴定具有强毒力与足够宽宿主范围、可靶向多样菌株的合适裂解性噬菌体，这在针对复杂感染的个性化治疗中尤为突出。其次，误用温和噬菌体存在风险：其可通过溶原作用将遗传物质整合入宿主细菌基因组，潜在增强致病性或通过转导传递毒力与抗生素耐药基因，因此临床应用前需对噬菌体进行测序与遗传表征以降低风险。噬菌体耐药细菌突变的出现也是重要问题：虽然噬菌体耐药发生频率（约107次细胞分裂一次）低于抗生素耐药（约106次细胞分裂一次），但耐药机制多样，包括CRISPR-Cas与限制修饰系统介导的噬菌体DNA降解、流产感染与抗噬菌体信号通路介导的复制或蛋白合成抑制，以及受体修饰阻止噬菌体吸附。这类局限可通过利用噬菌体的天然多样性、使用多菌株噬菌体鸡尾酒或噬菌体衍生蛋白克服，例如一例MDR鲍曼不动杆菌感染患者在静脉给药噬菌体后出现耐药，研究者从废水中分离出对该耐药菌株具有强活性的替代裂解性噬菌体，体现了个性化与适应性PT的可行性。宿主免疫应答是另一局限：长期暴露于噬菌体可能触发中和抗体产生，干扰治疗效果，例如一例脓肿分枝杆菌肺病患者静脉PT六个月后产生强IgM与IgG应答，尽管初期改善，但后期治疗效果下降；但其他研究显示抗噬菌体抗体的存在与不良临床结局无必然关联，例如接受局部或口服PT治疗MRSA的患者虽产生强体液应答，但多数仍实现痊愈。上述结果表明抗噬菌体免疫对治疗效果的影响具有复杂性与情境依赖性，需进一步系统研究。综上，PT的核心劣势包括合适裂解性噬菌体的鉴定难度、温和噬菌体的潜在风险、噬菌体耐药的出现及宿主免疫应答的变异性，通过严格的临床前评估、适应性治疗策略及持续的临床研究解决这些问题，对优化PT的安全性与有效性至关重要。
新型分子
Kim等2018年报道了两种合成类视黄醇（维生素A类似物）——CD437与CD1530——的强效抗菌活性，这两种化合物在体内对活跃生长与持留金黄色葡萄球菌细胞均具有杀菌效应，主要通过靶向并破坏细菌膜脂质双层发挥作用。机制研究显示，类视黄醇的羧酸与酚基团通过与亲水性脂质头基结合锚定于细菌膜，促进类视黄醇正交插入脂质双层，诱导膜不稳定与通透化，从而杀灭MRSA与持留种群。此外，CD437与CD1530与庆大霉素联用时具有协同效应，耐药性产生倾向低，对金黄色葡萄球菌与粪肠球菌临床分离株具有活性。尽管类视黄醇抗菌剂的细胞毒性是开发的核心关切，但该研究报道的所有测试化合物均未显示体外细胞毒性，凸显了类视黄醇的治疗潜力，支持通过进一步结构优化降低毒性。鉴于已有约4000种类视黄醇类似物被合成，持续解析其与细菌靶标的化学相互作用有望催生一类新型强效抗持留剂。
针对MDR及持留菌的重定位治疗
当前MDR感染升级背景下，新型抗生素的研发管线显著放缓，多数候选药物无法满足疗效或安全性基准，因此亟需替代治疗策略应对耐药威胁。药物重定位（又称药物再定位）是潜力方向，即识别已上市非抗生素化合物的新抗微生物应用（图2）。该策略的优势在于可充分利用已获批药物已知的药代动力学与安全性数据，大幅缩短研发时间与成本，通过大规模临床获批化合物库与高通量筛选平台快速识别候选药物并完成临床前验证，是快速扩展针对MDR及持留感染治疗 arsenal的最快转化路径之一。但重定位的成功依赖于适应症特异的药代动力学与安全性再评估：由于药物可能用于不同剂量、给药途径、疗程或适应症，需通过靶向安全性包开展整合性风险评估（非临床→临床），涵盖器官毒性、遗传毒性、免疫毒性、心脏致心律失常风险、药代动力学/药效学（PK/PD）、药物相互作用（DDIs）、微生物组效应及耐药选择潜力。重定位药物的作用靶点通常与常规抗生素不同，可降低交叉耐药的可能性，多项研究证实这类药物不易产生耐药，且对MDR病原体与耐受性持留细胞均有效。下文将总结药物重定位的最新进展，明确其作为MDR及持留细菌感染的辅助或单药治疗的潜力。
抗炎药物作为抗菌剂
非甾体抗炎药（NSAIDs）
多种非抗生素药物已被研究其对细菌生理与活力的潜在影响，显示出抗微生物或辅助效应，其中NSAIDs是全球应用最广泛、特征最明确的药物类别之一（表1）。对乙酰氨基酚（尽管分类上存在争议，其抗炎特性极弱）、乙酰水杨酸、布洛芬与双氯芬酸等常用NSAIDs对微生物系统的次级效应已被频繁研究。近期Vijayashree Priyadharsini团队采用计算机模拟工具研究了对乙酰氨基酚与布洛芬（二者因抗炎、解热、镇痛特性被广泛应用）对红色复合牙周病原体（包括牙龈卟啉单胞菌、齿垢密螺旋体与福赛坦氏菌）的潜在抗菌活性，这类微生物与炎症性牙周病密切相关，凸显了NSAIDs作为感染控制辅助药物的潜力，也开启了常用非抗生素药物直接或间接抗微生物效应的新研究方向。计算机模拟分析显示对乙酰氨基酚与布洛芬可与参与必需细胞功能、代谢通路及毒力调控的细菌胞质蛋白相互作用，提示这类常用NSAIDs可能干扰关键细菌进程，损害致病性；研究者进一步指出生物信息学表位定位工具在毒力相关蛋白中鉴定出多个免疫相关区域，需通过体外实验验证。NSAIDs的抗微生物活性虽在文献中偶有报道，但过去二十余年未被充分重视，目前已证实多种NSAIDs具有直接或间接抗微生物效应，包括对耐药菌株的活性。其抗菌活性的核心机制被认为是质子载体功能：破坏细菌或真菌膜电位，损害细胞能量稳态。除细菌外，念珠菌属（Candida spp.）是生物膜相关感染的重要真菌病原体，Rosato等（2016）研究了棘白菌素类阿尼芬净（ANF）与选定NSAIDs联合对抗9株临床念珠菌分离株生物膜的抗真菌潜力，ANF单药对生物膜的MIC为2 μg/mL，而与阿司匹林、双氯芬酸或布洛芬联用时显示出协同抗真菌效应（部分抑菌浓度指数FICI<0.5），提示NSAIDs可增强现有抗真菌疗法的疗效，尤其适用于难治性生物膜相关感染。三种测试NSAIDs对念珠菌生物膜的单独活性也存在差异：阿司匹林对白色念珠菌生物膜的抑制效应最显著（浓度0.2~1 mM），布洛芬对白色念珠菌效应中等，但对光滑念珠菌与季也蒙念珠菌生物膜活性显著，双氯芬酸的活性相对最低，仅在100 mM高浓度下观察到可测量的生物膜抑制效应，凸显了NSAIDs抗真菌活性的菌种特异性及其在联合治疗中的潜力。Rosato等（2021）进一步研究了胡椒薄荷油、香叶天竺葵油与互生叶白千层油与双氯芬酸钠盐（DSS）的协同抗微生物潜力，DSS单药的MIC范围为1.02~2.05 μg/mL，但与精油联用后疗效显著提升：与香叶天竺葵油联用（FICI=0.23~0.35）及与胡椒薄荷油联用（FICI=0.22~0.30）的MIC低至0.05 μg/mL，其中近平滑念珠菌（包括ATCC菌株与临床分离株）的敏感性最高。Ferrer-Luque等（2021）评估了双氯芬酸与传统根管治疗抗生素冲洗剂的抗生物膜潜力，研究对比了含米诺环素、甲硝唑与环丙沙星的三联抗生素溶液（TAS）与含甲硝唑与环丙沙星的二联抗生素溶液（DAS）联合不同浓度双氯芬酸对根管内牙本质块上粪肠球菌生物膜的疗效，接触5分钟后CFU降低率为62.98%~98.62%，呈浓度依赖性；共聚焦激光扫描显微镜显示所有治疗组的活生物膜生物量均较对照组小幅但显著降低，其中5%与2.5%双氯芬酸溶液的活细胞比例最低，TAS与DAS的效应介于中间且无统计学差异。布洛芬作为常用NSAID，除抗炎活性外还具有广谱抗微生物特性：治疗浓度下可抑制大肠杆菌生长，酸性pH条件下还可抑制金黄色葡萄球菌、小孢子菌属与毛癣菌属生长。Shah等（2018）通过CFU计数与生长动力学实验进一步证实布洛芬对铜绿假单胞菌与伯克霍尔德菌属的剂量依赖性抗菌活性；体外铜绿假单胞菌生物膜模型显示布洛芬可显著减少8小时内的生物膜生物量积累；体内急性铜绿假单胞菌肺炎小鼠模型中，鼻内感染后给予布洛芬治疗的小鼠肺部细菌负荷显著降低，生存率提升；雾化布洛芬给药后的生物分布分析显示其快速全身吸收，肺组织与支气管肺泡灌洗液中残留极少。为优化药代动力学特征与靶向递送效率，布洛芬被封装于聚合物纳米颗粒（Ibu-NPs）中，体外实验证实其可抑制铜绿假单胞菌生长。Pereira等（2020）开发了环氧氯丙烷交联壳聚糖微球，用于银离子（Ag+）吸附及原位形成银纳米颗粒（AgNPs），该微球进一步负载布洛芬后，对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌显示出显著抗菌活性，且AgNP负载微球的布洛芬释放率达77%，显著高于无AgNP的微球。另一项研究评估了环氧化酶抑制剂布洛芬与塞来昔布在气溶胶攻击结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）感染小鼠模型中的免疫调节作用，结果显示这些药物可导致1型辅助（Th1）CD4+ T细胞分化受损，表现为干扰素-γ（IFN-γ）表达降低及过继转移后保护能力减弱，其免疫抑制效应的潜在机制涉及前列腺素E2受体4（EP4）通路信号改变，但需进一步研究验证。
糖皮质激素
糖皮质激素是成熟的抗炎药物，但因强效免疫抑制作用，其在脓毒症患者中的应用仍存在争议。倍他米松作为合成糖皮质激素，通过进入细胞核诱导脂皮质素与血管皮质素等调控蛋白的表达发挥抗炎活性，这些蛋白可抑制前列腺素、白三烯与组胺等关键炎症介质的合成与释放。尽管存在感染性疾病中免疫抑制的担忧，Emg?rd等（2005）证实局部倍他米松单药可有效治疗铜绿假单胞菌与白色念珠菌引起的外耳道炎，其疗效可能归因于炎症在外耳道炎发病中的核心作用，这与牙周病等炎症性疾病的发病机制类似。相关研究还显示AMPs在调节炎症的同时兼具杀菌效应，Jiang等（2020）鉴定的cathelicidin样肽Cbf-K16兼具抗炎与抗微生物特性，可在体外及小鼠胃炎模型中有效清除克拉霉素与阿莫西林耐药的幽门螺杆菌SS1菌株；该肽具有时间依赖性杀菌动力学，可保护胃上皮细胞，并显著降低IL-8分泌；机制研究显示Cbf-K16可与基因组DNA结合，下调黏附相关基因（alpA、alpB）与毒力基因cagA的表达，凸显了其作为抗感染与抗炎策略新型治疗药物的潜力。
抗精神病药物与抗抑郁药物
过去十年，多种神经活性化合物因其抗微生物潜力被研究。Lieberman与Higgins（2010）筛选神经活性药物时发现68种化合物可抑制巨噬细胞内的单核细胞增生李斯特菌感染，其中抗精神病药物硫利达嗪与钙通道阻滞剂苄普地尔可通过阻止细菌逃逸吞噬泡（复制的必要前提）剂量依赖性地降低细胞内感染，尽管最初用于神经疾病，但这些发现凸显了药物重定位的潜力。硫利达嗪还对金黄色葡萄球菌与结核分枝杆菌具有强效细胞内杀菌活性，但因心脏毒性已退市，仅在美国有仿制药可用。后续研究报道了另一吩噻嗪类抗精神病药物三氟拉嗪的类似效应，其可提升感染鼠疫耶尔森菌、肠道沙门菌或艰难梭菌的巨噬细胞与小鼠的生存率，尽管体外直接活性有限。上述结果共同凸显了神经活性药物作为重定位治疗药物的潜力，尤其通过宿主导向/细胞内机制靶向胞内细菌病原体。选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）也已成为潜力抗微生物候选，部分原因是其可抑制细菌外排泵。舍曲林显示出浓度依赖性的抗细菌与抗真菌活性，靶标包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、曲霉属与茄病镰刀菌，与环丙沙星、左氧氟沙星、庆大霉素等多种抗生素存在协同效应；此外，舍曲林可抑制耳念珠菌生物膜形成与麦角固醇生物合成，并对多重耐药幽门螺杆菌菌株具有强效活性，与标准抗幽门螺杆菌疗法联用存在协同效应。另一SSRI氟西汀可抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌与白色念珠菌，与氟康唑或庆大霉素联用时协同效应显著，潜在机制包括外排泵抑制与微生物代谢通路干扰。帕罗西汀、阿米替林等其他三环类抗抑郁药物与常规抗生素联用也显示出类似协同抗微生物效应，包括针对多重耐药肺炎克雷伯菌的活性。吩噻嗪类药物（如氯丙嗪）还具有额外机制：干扰病原体黏附、破坏钙依赖性进程、酸化吞噬溶酶体及抑制外排泵。硫利达嗪通过抑制外排泵与克拉霉素、利福平联用对抗鸟分枝杆菌时存在协同效应。激光照射的吩噻嗪类药物（包括氯丙嗪与硫利达嗪光产物）的抗微生物与抗生物膜活性增强，对MRSA的活性超过环丙沙星。硫利达嗪撤市与严格处方限制源于QTc间期延长与尖端扭转型室速的临床报告，后者可导致心源性猝死。不能假设整个药物类别“安全”，电生理研究显示多种吩噻嗪类药物（包括三氟拉嗪、氯丙嗪等）均可不同程度抑制hERG电流，且与药物流行病学报告中的QT间期延长相关，因此每个候选药物需通过现代心脏安全性试验独立评估，而非依赖历史临床应用或结构相似性。标准的遥测研究（如在豚鼠、犬或非啮齿类动物中）可测量临床与超治疗暴露下的QT/QTc间期、传导间期、心律失常及血流动力学效应，为体外研究结果提供背景信息并检查系统性毒性。综上，这些发现进一步支持重定位神经活性药物（尤其是吩噻嗪类与SSRIs）作为常规抗微生物药物的辅助药物，其作用机制多样，包括外排泵抑制、破坏胞内生存及损伤生物膜形成。表2汇总了具有抗微生物活性的重定位精神类药物及其活性特征。
抗蠕虫药物
水杨酰苯胺是广泛使用的抗菌剂，其抗微生物特性主要归因于解偶联氧化磷酸化，从而损害寄生虫运动能力。氯硝柳胺作为水杨酰苯胺类药物，具有抑菌活性，对耐甲氧西林、耐万古霉素、耐利奈唑胺及耐达托霉素的金黄色葡萄球菌具有强效疗效，潜在机制为破坏细菌膜完整性。在铜绿假单胞菌中，氯硝柳胺可抑制群体感应及关键毒力因子（包括磷脂酶C、LasA蛋白酶、绿脓菌素、几丁质酶与鼠李糖脂）的表达；此外，其可增加鲍曼不动杆菌与肺炎克雷伯菌的表面负电荷，促进与阳离子多黏菌素的协同活性，恢复这一最后防线抗生素的敏感性。其他水杨酰苯胺类药物（如雷复尼特与氯氰碘柳胺）对对数生长期与稳定期的艰难梭菌的杀菌活性优于万古霉素。阿维菌素类广谱抗蠕虫药物也对结核分枝杆菌与溃疡分枝杆菌具有体外活性，MIC分别为1~8 mg/L与4~8 mg/L。伊维菌素作为阿维菌素代表药物，对临床金黄色葡萄球菌分离株具有抑菌效应，并可调节宿主免疫应答：在小鼠模型中，伊维菌素通过抑制肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β与白细胞介素-6，抑制核因子-κB（NF-κB）活化，降低脂多糖攻击后的内毒素血症相关炎症，提升生存率。
抗癌药物作为抗菌剂
抗癌药物用于细菌病原体治疗看似意外，但癌症与感染性疾病存在共性——均存在导致复发的耐受性持留细胞。Cheng等（2019）针对MDR鲍曼不动杆菌AB5075菌株筛选出多种重定位化合物，包括抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤与pifithrin-μ，抗风湿药物金诺芬，抗精神病药物氟司必林，抗炎药物Bay 11–7082及戒酒药物双硫仑，均显示出显著抑制活性；其中5-氟尿嘧啶与6-巯基嘌呤最具潜力，其IC90与MIC值低于可达成的人体血浆浓度，具备安全治疗的潜力。5-氟尿嘧啶的抗菌机制可能与其抗癌机制类似，通过抑制胸苷酸合成酶发挥作用；6-巯基嘌呤作为鸟嘌呤类似物，可干扰DNA与RNA合成。镓作为铁模拟金属，其抗微生物活性已被认知超过80年，可抑制细菌生长必需的铁依赖性氧化还原通路，对ESKAPE病原体具有广谱活性；II期临床试验显示其在囊性纤维化合并铜绿假单胞菌感染患者中安全性良好，可改善肺功能，且不影响超氧化物歧化酶与顺乌头酸酶等关键人体酶活性。丝裂霉素C可诱导不依赖于细菌生长阶段的DNA交联，有效清除大肠杆菌、金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌的持留细胞。值得注意的是，作为DNA交联化疗药物的顺铂，其杀菌活性优于丝裂霉素C，通过形成链内DNA交联，可更高效地清除持留细胞与活跃生长细胞。肿瘤学中使用的激素调节剂也具有抗菌潜力：选择性雌激素受体调节剂（SERMs）如氯米芬，对金黄色葡萄球菌具有体外活性（MIC 8 mg/L），机制为抑制十一异戊烯焦磷酸合成酶（UPPS）——该酶是磷壁酸与肽聚糖生物合成的关键酶，这一机制解释了其与β-内酰胺类联用可恢复MRSA敏感性的协同效应。
他汀类药物
他汀类药物是广泛使用的降脂药物，具有多效性，包括已报道的抗菌活性。Jerwood与Cohen（2008）证实多种他汀类药物可直接抑制葡萄球菌、链球菌、肠球菌与莫拉菌属的生长，提示潜在的抗微生物特性。在人体中，他汀类药物通过抑制3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶降低胆固醇生物合成，提升低密度脂蛋白（LDL）清除率。辛伐他汀的抗菌潜力已被深入研究：尽管其与万古霉素联用未显示协同效应，但可显著减少成熟生物膜形成，降低细胞活力，减少胞外多糖产量；其对结核分枝杆菌也具有活性，潜在机制为限制吞噬体膜内的胆固醇合成。在小鼠MRSA皮肤感染模型中，辛伐他汀可显著降低细菌负荷，并在体内对 established 葡萄球菌生物膜具有强抗生物膜活性，支持其单独或与局部抗菌药联用管理MRSA皮肤感染的潜力。体外研究也证实他汀类药物对皮肤病原体（包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌与粘质沙雷菌）具有抗菌效应。
药物重定位策略面临的挑战
药物重定位为抗微生物药物研发提供了快速、低成本的路径，但其临床转化面临显著障碍。有前景的体外活性常因组织穿透性有限、药代动力学不佳或难以到达胞内及生物膜内细菌而在体内失败，这可能需要调整给药方案，但伴随安全风险。尽管获批适应症的的安全性数据已知，但重定位药物在更高剂量、更长疗程或联合抗生素使用时可能产生意外毒性，包括心脏毒性、肝毒性或器官特异性效应。此外，重定位药物的广泛或亚治疗使用可能驱动耐药出现，包括交叉耐药与适应性耐受机制，因此在临床实施前需谨慎监测、开展药物管理并进行全面的临床前评估。综上，药物重定位是快速扩展抗微生物选项的务实且高效的策略，尤其针对MDR与持留病原体，但其临床成功依赖于严格的转化验证（PK/PD、安全性）、限制耐药选择的药物管理，以及支持必要试验与实施的监管与经济框架。
CRISPR-Cas9
CRISPR技术源自细菌适应性免疫系统，已成为应对AMR挑战的潜力工具。与传统抗生素研发显著放缓的现状不同，CRISPR可实现病原体基因组的精准编辑，通过选择性失活或激活耐药相关基因，破坏细菌耐药机制，恢复现有抗生素的疗效，或促进新型治疗化合物的开发。鉴于现有抗生素管线的局限性与新药研发经济激励的缺乏，CRISPR介导的基因组工程为对抗MDR病原体提供了新颖且潜在变革性的策略。CRISPR/Cas系统是起源于古菌与细菌的适应性免疫机制，可防御噬菌体、质粒与其他可移动遗传元件，约75%的古菌基因组与36%的细菌基因组携带该系统。近期证据显示CRISPR/Cas的存在与肺炎克雷伯菌等MDR病原体中抗生素耐药、超广谱β-内酰胺酶（ESBL）产生及碳青霉烯酶活性的发生呈负相关，肠球菌属中也观察到类似结果。结构上，CRISPR位点由间隔排列的短可变序列（间隔子，来源于入侵质粒或噬菌体DNA的原间隔子）与直接重复序列组成，CRISPR阵列上游为编码CRISPR相关（Cas）蛋白的基因。2012年Doudna与Charpentier的关键突破是构建了嵌合单向导RNA（sgRNA），融合了CRISPR RNA（crRNA）与反式激活CRISPR RNA（tracrRNA），推动了该技术的应用。CRISPR/Cas系统分为2大类、6型（I–VI）与33个亚型。由于CRISPR/Cas可诱导位点特异性DNA双链断裂，其可用于破坏细菌基因（包括质粒上的耐药基因），其多重编辑能力可同时靶向多个耐药决定簇，这为选择性清除肠道微生物组中MDR细菌的耐药基因提供了可能。但体内应用需要开发合适的温和噬菌体，经工程改造后可递送靶向已知耐药基因的CRISPR/Cas构建体。PT口服给药通常耐受性良好，且口服噬菌体递送已被证实可有效靶向肠道病原体，但胃酸可能灭活噬菌体，需要保护性递送策略确保其到达肠道后的活力，最佳给药方案也需进一步研究。该方法的重要优势是可在不破坏共生微生物组的情况下恢复细菌对抗生素的敏感性，若优化成功，CRISPR介导的抗微生物药物可能在临床与兽医领域变革性地阻止MDR病原体的传播。鉴于动物是MDR细菌的储存库，将该干预措施扩展至家畜与伴侣动物可能为遏制AMR提供额外路径。
CRISPR在抗微生物应用中的局限性
CRISPR/Cas9技术的核心局限是脱靶效应（OTEs），发生率可达50%或更高。这类非预期修饰在靶向耐药基因时尤其令人担忧，因其可能产生新型耐药机制或意外影响有益微生物组。已有多种策略降低这类风险，包括构建高特异性的工程化Cas9变体，如SpCas9-HF1在耐药基因编辑中显示出比野生型SpCas9显著更低的脱靶效应。尽管取得进展，生态风险仍十分显著：CRISPR介导的抗微生物药物可能破坏共生微生物群落，为机会性病原体创造生态位或促进新耐药模式的出现；此外，诱导细菌基因组DNA双链断裂虽可有效清除耐药基因，但可能触发DNA修复通路，导致非预期突变、继发性耐药表型或非靶标物种的意外效应。CRISPR活性后发生的大片段缺失与复杂基因组重排进一步凸显了安全性担忧，尤其是修饰后的遗传元件向其他微生物水平转移的可能性。为应对这些风险，已提出替代策略，如无核酸酶活性的dCas9（可沉默耐药基因而不产生DNA双链断裂），以及碱基编辑器与引导编辑器等先进编辑平台，作为精准靶向抗生素耐药的更安全策略。综上，尽管CRISPR/Cas9在对抗抗生素耐药方面潜力巨大，但其临床应用受限于重大安全性问题，包括脱靶效应、有益微生物组破坏与非预期遗传改变。dCas9、碱基编辑器与引导编辑器等新兴替代方案为靶向耐药机制提供了更安全、精准的策略。CRISPR介导的抗微生物药物在临床前模型中进展迅速，但体内细菌递送、脱靶效应与监管分类使其临床转化仍处于探索阶段，当前研究聚焦于改进递送载体与非核酸酶策略（dCas、碱基编辑器）以降低安全风险。
单克隆抗体（mAbs）与疫苗研发
单克隆抗体是实验室工程化的免疫球蛋白，可高特异性结合细菌表面抗原、毒素或毒力因子，中和致病活性或促进免疫清除，其半衰期可被优化，免疫原性可被降低，还可与抗生素或载荷偶联实现靶向递送。疫苗通过刺激适应性免疫预防感染或定植，从而降低疾病发生率与继发性抗生素使用，这是降低选择压力、遏制AMR的重要间接机制。mAbs与疫苗互为补充：mAbs可为高风险或难治性感染提供快速靶向治疗或预防，疫苗则可提供持久的群体水平预防，减少抗生素消耗与耐药菌株的传播。mAbs由B淋巴细胞产生，凭借高特异性与良好的安全性特征，已成为肿瘤、自身免疫与炎症性疾病的治疗药物。但在细菌感染领域，仅有3种mAbs获得美国FDA批准：贝洛托尤单抗、雷希巴库单抗与奥比妥珠单抗，这类药物主要通过中和细菌毒素发挥作用。贝洛托尤单抗于2017年获批，基于两项III期临床试验结果，其靶向艰难梭菌毒素B，与抗生素联用时可将复发率较单用抗生素降低38%。雷希巴库单抗与奥比妥珠单抗获批用于吸入性炭疽，可中和保护性抗原（PA），在健康志愿者中显示出安全性，但临床应用仍有限，可作为辅助治疗或高风险人群的预防用药。重要的是，细菌对疫苗或mAb免疫治疗产生耐药的概率极低，即使罕见疫苗逃逸病例也有文献记载，仍可显著降低疾病负担，这与抗生素形成鲜明对比——耐药可完全消除抗生素的治疗疗效。与抗生素作用于单一细菌靶点且常在感染进展后使用（此时细菌种群庞大，耐药选择潜力高）不同，疫苗与mAbs可引发针对多个抗原或同一抗原多个表位的免疫应答（多克隆应答），因此逃逸突变体的出现需要多个表位同时突变，耐药进化的可能性极低。这一根本差异凸显了抗体与疫苗类策略作为常规抗生素可持续替代或辅助手段应对AMR的潜力。大规模、符合药品生产质量管理规范（GMP）的生产是所有生物制剂的通用瓶颈：mAbs与疫苗等生物制剂需要复杂的细胞培养设施、冷链物流与严格的质量控制，这些因素推高成本并限制其在资源匮乏地区的快速扩产。类似地，噬菌体制剂与AMPs（肽类）的标准化、可重复生产也需要严格的纯化、杂质去除与稳定性测试，其复杂性远超小分子药物。纳米材料还引入了额外的生产挑战（批次变异性、表面功能化可重复性、内毒素控制），阻碍了其从实验室到临床的转化。
单克隆抗体（mAbs）与疫苗研发现存局限性
mAbs与疫苗的临床转化面临多重局限。细菌菌株的抗原异质性（包括表位变异、掩蔽与逃逸变异株选择）可能削弱广泛保护效力，如肺炎球菌疫苗接种后的血清型替换现象。尽管多价制剂与保守表位靶向策略可提升覆盖率，但无法完全消除免疫逃逸风险。此外，疫苗在免疫功能低下人群中的应答常减弱，且mAbs与疫苗对生物膜的穿透性与胞内 niche的渗透性有限，降低了对持留感染的有效性。安全性也是持续关注的问题：mAbs可能触发超敏反应、输注相关反应或意外免疫激活；疫苗虽总体安全，但也可能罕见诱发不良免疫事件。应对这些挑战需要谨慎的抗原设计、剂量优化与严格的上市后药物警戒，以确保在不同患者群体中的疗效与安全性。最终，mAbs与疫苗是预防和治疗MDR病原体感染的强力互补工具——疫苗通过降低人群层面的发病率与抗生素使用发挥作用，mAbs通过为高风险病例提供靶向治疗发挥作用——但其成功部署依赖于克服抗原变异、确保安全可及、跨越生产与监管壁垒，以及保持警惕的监测以检测并应对耐药或逃逸。
纳米颗粒（包括绿色合成纳米颗粒）
纳米递送利用纳米级载体（包括聚合物纳米颗粒、脂质体、金属及金属氧化物纳米颗粒、碳基纳米结构）递送抗微生物药物或作为固有纳米抗生素发挥作用。这类系统可改善药物溶解度，保护 cargo免受降解，实现感染部位的靶向或刺激响应性释放，并促进对常规抗生素难以渗透的生物膜与胞内存贮库的穿透。纳米颗粒还可具有固有抗微生物机制（膜破坏、活性氧生成、金属离子释放），与封装的抗生素协同增强杀菌活性并降低所需药物剂量。金属及金属氧化物纳米颗粒通过多种（常同时发生）机制发挥广谱抗菌活性，包括破坏蛋白功能、物理损伤细胞结构、产生活性氧（ROS）并耗竭胞内抗氧化剂、破坏膜稳定性、干扰营养同化，以及酪氨酸残基上的肽底物去磷酸化，从而损害细菌信号转导并抑制生长。氧化锌与银纳米颗粒可穿透细菌细胞壁，诱导结构改变并破坏膜完整性，最终导致细胞裂解；银纳米颗粒还可黏附于细胞壁形成凹坑，金纳米颗粒主要瓦解细菌膜。ROS生成是另一核心杀菌机制，可造成DNA、膜与胞内成分的氧化损伤，导致细胞死亡；细菌可能通过产生解毒酶尝试抵消ROS应激。此外，金属纳米颗粒可与DNA碱基中的磷、硫原子相互作用，导致不可逆的DNA损伤与细菌死亡。递送仍是靶向抗微生物药物的关键限制因素，有效的生物分布与对感染niche（生物膜、胞内存贮库、肺部）的穿透常不足，纳米递送与制剂工程可改善组织靶向性与稳定性，但增加了开发复杂性并提出了新的安全性与PK/PD要求。
微生物生产的绿色金属纳米颗粒及其生物学应用
微生物可作为高效的生物工厂合成金属纳米颗粒（MNPs），因其环境丰度高、适应性强，且生长条件易于调控以优化纳米颗粒产量。细菌可利用胞内与胞外两条路径合成MNPs，其中胞外生物合成应用最广。微生物纳米颗粒生物合成通常包括两个阶段：（i）静电吸引介导的金属离子捕获（位于细胞表面或胞内）；（ii）NADH依赖性还原酶等胞内酶介导的生物还原形成MNPs。胞外生物制造中，含还原与稳定剂的细菌细胞滤液与水性金属盐前体共孵育，可见颜色变化提示纳米颗粒形成；胞内生产中，细菌生物质暴露于金属盐溶液中，离子转运系统促进胞内还原为MNPs，生物合成的MNPs可定位于周质空间、细胞壁或细胞质。不同细菌类群的纳米颗粒生产效率存在显著差异：革兰阳性菌（尤其是乳杆菌属）是高效的银纳米颗粒（AgNPs）生产者，乳杆菌属、戊糖片球菌、粪肠球菌与格氏乳球菌与二胺银复合物共培养可生成AgNPs，碱性pH条件可促进这一过程；真菌中的尖孢镰刀菌通过硝酸还原酶与蒽醌介导的还原生成AgNPs，醌类物质也参与真菌纳米颗粒的合成。微生物上清液或全培养物可对纳米颗粒进行包被，防止聚集，降低表面能，维持粒径小于100 nm；MNP的抗菌效力受粒径与结构的显著影响，1~10 nm的颗粒比大颗粒的杀菌活性高得多，其机制包括ROS生成、DNA损伤、蛋白合成破坏及必需细胞进程干扰。乳细胞外囊泡（MEVs）可被功能化为联合疗法与柠檬酸（FMEVs），以增强抗菌性能并确保有效的跨细胞转运。常见的合成MNPs包括金（Au）、银（Ag）、钛（Ti）、锌（Zn）与镁（Mg）纳米颗粒，且MNPs与抗生素偶联可增强药物药代动力学并发挥协同杀菌效应，尤其针对多重耐药ESKAPE病原体（表3）。
纳米递送系统的挑战与局限性
纳米材料介导的抗微生物策略在临床转化前需解决多重挑战。安全性是首要关切：纳米材料可诱导细胞毒性、氧化应激、炎症与器官蓄积，毒性受组成、粒径、表面电荷与剂量的显著影响。银、铜等金属基纳米颗粒尤其存在剂量依赖性毒性，免疫毒性（影响先天与适应性免疫应答）可能降低治疗效果或触发不良反应，因此需要严格的临床前毒理学测试与长期安全性评估。药代动力学与生物分布也存在显著局限：由于蛋白冠形成、吞噬清除与黏膜防御机制等生物屏障的存在，实现纳米颗粒在感染部位的 reproducible且符合临床需求的滞留仍十分困难；此外，若无精心优化的制剂，体内稳定性与可控药物释放常不可预测。从转化视角看，规模化与生产是额外障碍：从实验室规模的纳米颗粒合成过渡到符合GMP的大规模生产受限于批次间变异性、纯化复杂性、储存稳定性与高生产成本，标准化的表征与稳健的生产规程对确保可重复性、安全性与疗效至关重要。最后，纳米材料的环境与生态影响不可忽视：生产、使用或处置过程中工程化纳米颗粒的释放引发了生态毒性、生物累积与环境微生物组破坏的担忧，大规模纳米颗粒应用的长期生态后果仍不明确，亟需全面的生命周期评估。
多靶点药物
严格定义下，多靶点药物治疗指使用单个药物分子作用于单一或多个信号通路中的多个生物学靶点，典型例子为抗肿瘤药物多激酶抑制剂索拉非尼。除单分子多靶点药物外，还有两类策略：（i）多药联合，即同时使用或序贯使用两种及以上药物以实现协同效应；（ii）多组分药物，即将两种及以上单靶点药物配制为单一剂型（如复方片剂或复方注射剂）。生物学、网络药理学与计算机辅助药物设计（CADD）的进展强化了多靶点效应在决定药理疗效中的重要性，对多种成功药物的回顾性分析显示，其治疗获益常源于对多个靶点的活性。尽管许多获批药物作用于多个靶点，但“多靶点药物”特指那些已知对多个靶点具有活性、且每个靶点的活性均对疾病控制有实质性贡献的化合物。与单靶点药物相比，低亲和力的多靶点药物可更有效地调控复杂的病理网络（包括代偿或反馈机制），而不会完全破坏生理信号系统，这类药物通常同时作用于两条及以上通路，提升治疗疗效、改善安全性并降低耐药发生风险，这对由多互联机制驱动的多因素疾病尤其具有优势。索拉非尼是典型代表，2005年获美国FDA批准，是首个多靶点抗癌药物，其通过靶向Raf/MEK/ERK通路与VEGFR-2/PDGFRβ轴抑制肿瘤生长，同时抑制增殖与血管生成，破坏肿瘤新生血管化。在肿瘤学中，多靶点抑制剂通过同时破坏增殖、血管生成与肿瘤-基质相互作用等多条生存通路，在克服单靶点治疗耐药方面价值显著。除肿瘤领域外，水杨酸盐、非甾体抗炎药与二甲双胍等多种药物也显示出多靶点特性。多靶点策略还可减轻高水平耐药的出现，因为耐药突变通常仅发生于单个药物靶点，通过作用于疾病网络中的多个节点，多靶点药物可预防或延迟由基因突变或靶点表达改变引起的耐药。例如，多靶点激酶抑制剂可同时阻断多条信号通路，降低单基因改变导致耐药的可能性。在抗微生物领域，部分抗生素具有多靶点效应，这支撑了其作为单药治疗的持续临床效用，同时限制了靶标介导的耐药发展。表4汇总了代表性多靶点抗生素及其核心分子靶点。
宿主导向疗法
通过调节宿主炎症反应、调控模式识别受体（PRR）信号通路促进细菌清除
宿主免疫监视依赖PRRs检测病原相关分子模式（PAMPs）并启动先天免疫应答，PRRs的主要类别包括Toll样受体（TLRs）、RIG-I样受体（RLRs）与NOD样受体（NLRs）。这些胚系编码的传感器可识别保守的微生物结构，触发下游信号级联反应，促进炎症与抗微生物防御。宿主免疫系统对致病细菌的快速检测是启动有效应答清除入侵微生物的关键。微生物识别、信号通路激活与效应应答的过程呈序贯发生，需要精准调控以确保病原体清除成功。病原体识别由PRRs介导，其可检测保守的PAMPs，关键PRRs包括TLRs、NLRs、RLRs与C型凝集素受体（CLRs），其中TLRs与NLRs在感知胞外与胞内细菌、协调炎症反应中尤为重要。TLRs与NLRs的配体结合后触发下游信号级联，最终激活关键转录因子，包括核因子-κB（NF-κB）、激活蛋白-1（AP-1）与干扰素调节因子（IRFs），进而驱动促炎细胞因子与抗微生物效应分子的表达。本部分旨在探讨TLR与NLR介导的信号通路在对抗感染中的协同作用，深入理解这些受体启动的分子事件对开发改善宿主防御的策略至关重要。目前已鉴定出13种TLRs，前9种在人类与小鼠中保守，其余4种人类缺失。每种TLR识别不同的微生物配体：TLR2与TLR1或TLR6形成异二聚体检测细菌脂肽，TLR4感知革兰阴性菌的脂多糖（LPS），TLR9识别细菌基因组中富含的未甲基化CpG基序；除TLR3外，所有TLRs均通过MyD88依赖性通路信号转导，导致NF-κB激活与促炎介质转录。NLRs可检测胞质内的PAMPs，其中NLRP3是关键的炎症小体形成受体，可与衔接蛋白ASC（含CARD的凋亡相关斑点样蛋白）组装，促进procaspase-1寡聚化；caspase-1的自蛋白水解激活随后将pro-IL-1β与pro-IL-18转化为活性促炎细胞因子。相比之下，NLRC4响应细菌鞭毛与III型分泌系统组分。炎症小体活性的小分子调节剂是新兴的治疗方向，值得注意的是，MCC950可选择性抑制NLRP3依赖的ASC寡聚化，但不影响NLRC4介导的信号转导。靶向NLRP3以限制过度细胞因子释放而不广泛抑制宿主免疫，是控制严重细菌感染的潜力策略。
微生物次级代谢产物
历史上，微生物来源天然产物的筛选是抗菌发现最高产的路径。尽管大量易获得的化合物已被发现，但该策略仍具高度相关性，因为只有极小部分的天然产物巨大化学多样性被系统研究。历史上，大多数临床应用的天然来源抗菌剂分离自土壤放线菌，这反映了长期以来对该可培养、易获取类群的关注，因此巨大的微生物资源（尤其是非常规或未充分探索的生态位中存在的类群）的抗菌活性仍未被系统评估。放线菌被广泛认为是土壤中的主要居民，但据估计自然界中仅约10%的放线菌种群被分离，这凸显了筛选未表征放线菌以鉴定对现有疗法耐药细菌有效的新型抗生素生产菌株的必要性。“巨大平板计数异常”（即总显微细胞计数与可培养平板计数的差异）这一现象已存在一个多世纪，意味着大量细菌无法通过传统方法培养，这在历史上阻碍了微生物多样性用于抗生素生产的系统评估。现代生物学与遗传学工具为解决这些障碍提供了路径，有望实现对完整微生物基因组储备的评估，包括：（i）优化培养条件：调整孵育时间、温度与营养组成，或采用模拟自然环境的培养方法促进此前不可培养细菌的生长；（ii）扩散盒技术：Novob
