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在抗生素耐药问题日益严峻的当下,多药耐药革兰氏阴性菌(MDRGNB)感染治疗棘手。研究人员开展了氟哌利多(PF)与黏菌素联合对抗耐黏菌素革兰氏阴性杆菌的研究。结果显示二者协同增效,还能抑制耐药和生物膜形成,为治疗 MDRGNB 感染提供新策略。
在医疗卫生领域,抗生素耐药问题正逐渐演变成一场全球性的 “超级危机”。随着时间的推移,多药耐药革兰氏阴性菌(MDRGNB)感染愈发常见,这背后抗生素的滥用 “功不可没”。面对这些耐药菌,传统抗生素常常 “束手无策”,治疗效果大打折扣,患者的健康乃至生命安全受到严重威胁。
黏菌素(colistin)作为治疗严重 MDR - GNB 感染的 “最后一道防线”,曾在临床治疗中发挥着关键作用。然而,耐黏菌素(COL - R)菌株的不断涌现,让黏菌素的疗效每况愈下,医生们在面对这类感染时也越发感到力不从心。在这样的困境下,寻找新的治疗策略迫在眉睫。
来自泰国玛希隆大学(Mahidol University)的研究人员勇挑重担,开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在氟哌利多(penfluridol,PF)这一抗精神病药物上,探究它能否与黏菌素联合,恢复黏菌素对 COL - R 革兰氏阴性杆菌的抗菌活性。经过一系列严谨的实验,研究人员发现,PF 与黏菌素联合使用时展现出强大的协同效应,能显著降低黏菌素的最低抑菌浓度(MICs),降幅可达 4 - 128 倍。不仅如此,二者联合还能有效抑制细菌生物膜的形成,清除已经成熟的生物膜,并且在长达 30 天的耐药性发展实验中,PF 明显抑制了细菌对黏菌素耐药性的产生。这一研究成果意义重大,为治疗 MDR - GNB 感染提供了全新的、极具潜力的治疗方案,有望在未来的临床实践中发挥重要作用。该研究成果发表在《Scientific Reports》杂志上。
为了开展这项研究,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是基因扩增和测序技术,通过对 pmrAB、mgrB、phoPQ、lpxACD 和 mcr - 1 等基因进行扩增和测序,确定细菌对黏菌素的耐药机制;其次是采用肉汤微量稀释法进行最低抑菌浓度(MIC)测定,以此评估药物的抗菌活性;此外,利用棋盘法(checkerboard assay)评估药物联合使用时的协同活性;通过时间杀菌试验(time - kill assay)进一步验证协同效应;借助 N - 苯基 - 1 - 萘胺(NPN)摄取试验和碘化丙啶(PI)试验分别探究药物对细菌外膜和内膜通透性的影响;运用结晶紫染色法对生物膜形成抑制和成熟生物膜清除效果进行检测。
研究结果如下:
- MIC 测定和黏菌素耐药机制:研究中的所有菌株对黏菌素均表现出耐药性(MICs≥4μg/mL),PF 对耐黏菌素的革兰氏阴性杆菌抗菌活性较弱或几乎没有(MIC > 64μg/mL)。通过基因分析,发现不同菌株的黏菌素耐药基因存在多种突变情况,如部分大肠杆菌(E. coli)菌株的 PhoP 出现 I44L 突变,肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)菌株的 PmrA 和 PmrB 有不同程度的突变,鲍曼不动杆菌(A. baumannii)和铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)菌株也有各自独特的基因突变。此外,在所有耐黏菌素的大肠杆菌菌株中均检测到可移动黏菌素耐药基因 mcr - 1,而其他菌种未检测到。
- 棋盘法评估协同活性:PF 与黏菌素联合使用,对所有测试菌株均呈现出协同效应(FICI < 0.5),且这种协同作用不受耐药机制的影响,联合用药显著改变了大多数耐黏菌素菌株对黏菌素的敏感性。
- 时间杀菌试验验证协同效应:对 7 种耐黏菌素革兰氏阴性杆菌菌株进行时间杀菌试验,结果表明,与单独使用任何一种药物相比,PF 与黏菌素联合使用能更快地杀灭细菌,在 24 小时内可使活菌数(CFU/mL)降低超过 2log10 ,显著增强了黏菌素的杀菌活性。
- PF 增强黏菌素破坏细胞膜的能力:通过 NPN 摄取试验和 PI 试验发现,单独使用亚抑制浓度的黏菌素或 PF 对细菌外膜和内膜的通透性影响较小,但二者联合使用则能显著增加细菌外膜和内膜的通透性,表明 PF 可能通过增强黏菌素对细菌细胞膜的破坏作用来提高其抗菌活性。
- PF 抑制对黏菌素耐药性的产生:经过 30 天的连续传代实验,发现单独使用黏菌素会使耐黏菌素菌株的 MIC 显著升高,而 PF 的加入则能有效抑制这种耐药性的发展,在部分黏菌素敏感菌株中,PF 也能阻止黏菌素 MIC 的进一步升高。
- 联合用药对细菌生物膜的影响:研究表明,单独使用 2μg/mL 的黏菌素或 PF 对大多数耐黏菌素菌株的生物膜形成抑制作用不明显,但 PF 对耐黏菌素的肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌菌株在较高浓度(≥4μg/mL)时有显著的生物膜形成抑制作用。PF 与黏菌素联合使用,在抑制生物膜形成和清除成熟生物膜方面比单独使用效果更佳,不过在清除耐黏菌素铜绿假单胞菌菌株的成熟生物膜时,联合治疗与单独使用 PF 的效果差异不显著。
研究结论和讨论部分指出,氟哌利多与黏菌素联合使用,对具有不同黏菌素耐药机制的耐黏菌素革兰氏阴性杆菌展现出强大的协同抗菌效应。PF 可能通过促进黏菌素与细菌细胞膜的结合,增强细菌外膜和内膜的通透性,从而提高黏菌素的抗菌活性。同时,二者联合还能有效抑制细菌对黏菌素耐药性的产生,抑制生物膜的形成并清除已形成的生物膜。这一研究成果为重新利用黏菌素治疗 MDR - GNB 感染带来了希望,有望在减少黏菌素用量的同时,降低其神经毒性和肾毒性等副作用。然而,该研究也存在一定的局限性,例如需要进一步深入研究联合用药方案的治疗潜力以及 PF 发挥作用的具体分子机制,以更好地指导临床应用。但无论如何,这项研究为未来治疗耐药菌感染提供了新的方向和思路,具有重要的科学价值和临床意义。