重 repurposing 旧药组合:奥瑞芬(auranofin)联合黏菌素(colistin)对抗鱼类病原菌爱德华氏菌(Edwardsiella piscicida)的新希望

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Aquaculture Reports 3.2

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  为解决多药耐药的爱德华氏菌(E. piscicida)感染及治疗手段短缺问题,研究人员开展奥瑞芬联合黏菌素抗 E. piscicida 的研究。结果显示该组合体内外杀菌效果显著,能抑制细菌多种通路。这为水产养殖中 E. piscicida 感染提供新治疗策略。

  在水产养殖的世界里,有一种名为爱德华氏菌(Edwardsiella piscicida,简称 E. piscicida)的 “小恶魔”,它可是让养殖户们头疼不已。这是一种机会主义鱼类病原菌,能感染多种养殖鱼类,引发爱德华氏菌病,导致大量鱼类死亡,严重威胁着全球水产养殖业的发展。目前,针对这种病菌,有效的商业疫苗少之又少,养殖户们只能依赖抗生素来对抗它。然而,抗生素的过度使用却带来了更严重的问题,E. piscicida 逐渐产生了多药耐药性(MDR),携带多种抗生素耐药基因(ARGs),这使得治疗变得愈发困难,水产养殖业仿佛陷入了困境。
为了打破这一僵局,温州医科大学的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在一种老药 —— 奥瑞芬(auranofin)上,这种原本用于治疗类风湿关节炎的药物,近年来被发现具有抗菌潜力。研究人员尝试将奥瑞芬与黏菌素(colistin)联合使用,看看能否对抗耐药的 E. piscicida。经过一系列深入研究,他们发现,奥瑞芬联合黏菌素在体外和体内都展现出了强大的杀菌效果。这一成果发表在《Aquaculture Reports》上,为水产养殖业带来了新的希望。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是棋盘法(checkerboard assay),通过不同浓度药物组合,评估奥瑞芬和黏菌素联合抗菌的协同作用;时间依赖性杀菌试验(time - dependent killing assay)则用于观察联合用药随时间变化的杀菌效果;此外,还利用实时定量 PCR(RT - qPCR)技术检测相关基因的转录水平,以及斑马鱼感染模型评估联合用药的体内疗效。

研究结果如下:

  1. 协同杀菌效果显著:棋盘法和时间依赖性杀菌试验表明,奥瑞芬与黏菌素联合对 E. piscicida 具有优异的协同杀菌作用。联合用药后,细菌数量大幅下降,且 FICi 值显示二者协同作用明显,奥瑞芬还能降低黏菌素对 E. piscicida 的最低抑菌浓度(MICcolistin)。
  2. 抑制耐药性发展:通过连续传代实验发现,奥瑞芬能显著减缓 E. piscicida 对黏菌素耐药性的发展,使得联合用药组的黏菌素 MIC 值在 21 天内增长缓慢。
  3. 体内治疗效果良好:在斑马鱼感染模型中,联合用药显著提高了感染 E. piscicida 斑马鱼的存活率,同时降低了鳃、肠道和头肾中的细菌载量。而单独使用奥瑞芬或黏菌素时,斑马鱼全部死亡。
  4. 破坏细菌膜和膜电位:扫描电镜(SEM)观察及相关实验表明,联合用药对 E. piscicida 的细胞膜造成了严重损伤,增加了膜的通透性,同时使膜电位下降,破坏了细菌的质子动力势(PMF)和能量平衡。
  5. 引发氧化应激:联合用药显著增加了 E. piscicida 细胞内的活性氧(ROS)水平,降低了硫氧还蛋白还原酶(TrxR)、过氧化氢酶(CAT)的活性以及谷胱甘肽(GSH)的含量,同时增加了丙二醛(MDA)的含量,引发了严重的氧化应激反应。抗氧化剂 N - 乙酰 - L - 半胱氨酸(NAC)的添加则减轻了这种氧化应激和协同杀菌效果。
  6. 抑制生物膜形成和细菌运动:实验发现,联合用药显著抑制了 E. piscicida 的生物膜形成和运动能力,同时降低了鞭毛相关基因的表达水平。单独使用奥瑞芬或黏菌素时,对这些方面的抑制作用不明显。
  7. 下调关键基因表达:转录分析显示,联合用药显著下调了与细菌双组分系统(TCS)、脂多糖(LPS)修饰、分泌系统和毒力系统相关的基因表达,从而抑制了 E. piscicida 的致病性。

研究结论和讨论部分指出,奥瑞芬联合黏菌素为对抗 E. piscicida 感染提供了一种新的有效策略。奥瑞芬通过靶向 E. piscicida 的 TrxR 系统,增强了黏菌素的杀菌效果,同时引发的氧化应激在协同杀菌过程中发挥了关键作用。这一研究不仅揭示了联合用药的抗菌机制,还为未来抗菌药物的设计提供了新的思路,即靶向细菌的氧化还原级联反应可能是开发新型抗菌药物的潜在方向。然而,该研究成果在实际水产养殖应用中仍面临一些挑战,如需要在更多养殖鱼类中测试疗效、评估药物对鱼类的生物安全性以及开发高效的药物递送系统等。但总体而言,这项研究为解决水产养殖中 E. piscicida 感染问题迈出了重要的一步,具有重要的理论和实践意义 。

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