抗菌素耐药性（AMR）常被描述为21世纪出现的一种隐性的全球健康挑战。世界卫生组织（WHO）已将AMR列为顶级全球健康威胁。如果不加以解决，它将导致严重的经济负担并阻碍未来的医学进步[1,2]。据报道，2019年约有890万人死于细菌性AMR，其中127万人直接死于AMR，495万人与之相关[3,4]。每年全球有超过70万人受到AMR的影响，到2050年这一数字可能上升至1000万[5,6]。ESKAPE病原体是导致AMR负担增加的主要因素，包括一系列高度多重耐药且毒力强的细菌物种（Enterococcus faecium、Staphylococcus aureus、Klebsiella pneumonia、Acinetobacter baumannii、Pseudomonas aeruginosa和Enterobacter species[7],[8],[9]]。
在这些院内病原体中，Staphylococcus aureus是一种机会性革兰氏阳性细菌，是全球医疗和社区感染的主要致病菌。它感染了全球约三分之一的人口，年发病率约为每10万人中有10至30例。相关的医院死亡率在15%到40%之间，超过了艾滋病、结核病和病毒性肝炎的合计死亡率[10,11]。它会引起多种皮肤和软组织感染，导致菌血症和严重的系统性疾病，如败血症休克，死亡率高达25%。此外，它还引发多种感染，如关节炎、心内膜炎、肺炎、骨髓炎、脑膜炎、食物中毒、造血器官感染、泌尿道感染和手术部位感染[12,13]。治疗轻度至重度葡萄球菌感染的主要药物包括万古霉素、达托霉素和利奈唑胺[14]。不幸的是，由于多重耐药性的增加，这些药物的疗效正在下降，尤其是耐甲氧西林的S. aureus（MRSA）菌株，这一问题因临床中抗生素的过度使用而更加严重[15,16]。
随着抗生素耐药性的急剧上升和传统治疗方法效力的下降，发现新的抗菌剂已成为全球优先事项。历史上，天然来源一直是生物活性化合物的丰富宝库，为新药发现提供了基础[17],[18],[19]。其中，Cannabis sativa因其多样的植物化学成分和治疗潜力而成为有希望的候选者。它有着悠久的药用历史，已知可产生超过500种化合物，大致分为大麻素和非大麻素[20]。大麻素是一类独特的萜酚类化合物，是大麻治疗效果的主要贡献者[21]。主要的大麻素如大麻二酚（CBG）、大麻二酚（CBD）、Δ9-四氢大麻酚（THC）、大麻酚（CBN）和大麻chromene（CBC）及其酸性前体，因其广泛的药理特性而受到广泛关注。除了已知的致幻、镇痛和抗炎作用外，这些大麻素还表现出广谱抗菌活性，尤其是对革兰氏阳性病原体[22],[23],[24]。它们的多重作用机制，包括破坏细胞膜、抑制群体感应和抑制生物膜形成，突显了它们作为下一代抗菌剂骨架的潜力[24,25]。
在革兰氏阳性细菌中，S. aureus对大麻素表现出明显的敏感性。CBG、CBD和四氢大麻酚酸（THCA）等化合物通过破坏细胞质膜发挥杀菌作用，CBD的最低抑菌浓度（MIC）低至1–5 μg/mL[25]。在时间杀伤实验中，大麻chromene酸（CBCA）的表现优于万古霉素，而C. sativa的乙醇提取物（THCA和THCAVA）对敏感和耐药的S. aureus菌株均有效[26]。重要的是，CBG、CBD和CBGA等大麻素对MRSA有效，包括静止期细胞和成熟生物膜。CBD和CBCA对MRSA的MIC值在0.25–0.5 mg/mL范围内[27]。大麻素之间的协同作用进一步增强了其活性，突显了它们作为耐药S. aureus感染的替代或辅助疗法的潜力[28]。
尽管主要大麻素已得到广泛研究，但Cannabis sativa产生的近150种植物大麻素中，大多数由于含量极少而尚未得到充分探索。大麻提取物的内在化学复杂性进一步增加了分离和鉴定这些微量成分的难度[29],[30],[31]。这些限制凸显了需要创新策略来扩展可利用的大麻素化学空间。其中一种策略是提取工程，最初作为化学工程提取物（CEEs）引入，通过控制化学转化富集提取物以生成具有新分子结构的半合成库。与需要纯起始材料的经典合成或依赖酶特异性的生物转化不同，提取工程直接作用于复杂混合物。通过选择性修饰常见的功能基团（如羟基、羰基和双键），该方法可以同时改造多种代谢物，实现快速、基于富集的结构多样化。因此，可以生产出稀有、非天然或以前无法获得的类似天然产物的骨架，大大扩展了化学多样性，并增加了发现新生物活性分子的可能性。这种方法已在包括抗真菌和抗癌研究在内的多个治疗领域成功产生活性分子[32],[33],[34]，并且最近通过生物导向和计算工具得到了改进[35]。在本研究中，我们应用氧化驱动的提取工程对富含大麻素的成分进行转化，生成了结构多样的类似物。我们报告了七种不同分子的分离、鉴定及其对S aureus和MRSA病原体的抗菌评估。这项工作强调了C. sativa提取工程作为发现新型抗菌剂平台的巨大潜力。
