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为应对全球尤其是苏丹的抗菌药物耐药性(AMR)危机,研究人员开展副念珠菌(Candida parapsilosis)绿色合成银纳米颗粒(AgNPs)研究。发现该 AgNPs 对多重耐药(MDR)菌株具强抗菌活性,且与抗生素有协同作用,为 AMR 治理提供可持续方案。
微生物耐药性(AMR)正以惊人的速度威胁着全球公共卫生安全,世界卫生组织(WHO)数据显示,仅 2019 年全球就有约 127 万人直接死于耐药菌感染。在苏丹这样的低收入国家,抗生素滥用、感染控制薄弱及监管缺失等问题,使得多重耐药(MDR)病原菌如大肠杆菌(Escherichia coli)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)等广泛传播,传统抗菌策略因耐药性迅速产生和疗效有限而屡屡受挫。在此背景下,纳米技术成为备受期待的新方向,其中银纳米颗粒(AgNPs)因广谱抗菌活性被视为对抗 AMR 的潜在利器。
为探索可持续的抗菌新途径,苏丹国际大学、苏丹科技大学等机构的研究人员,利用从苏丹土壤中分离的副念珠菌(Candida parapsilosis)菌株,开展了 AgNPs 的绿色合成及其抗菌性能研究。该研究成果发表在《BMC Microbiology》,为解决全球 AMR 危机提供了基于本土微生物资源的创新思路。
研究主要采用以下关键技术方法:
- 微生物分离与鉴定:从苏丹喀土穆州不同植物区土壤样本中分离真菌,通过 18S rRNA 基因测序和系统发育分析,鉴定出两株副念珠菌 CSS1 和 CSS2。
- AgNPs 生物合成:利用副念珠菌细胞滤液与硝酸银(AgNO?)反应,通过紫外 - 可见光谱(UV-Vis)、X 射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等技术表征 AgNPs 的形成与特性。
- 抗菌活性评估:采用琼脂孔扩散法、最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)测定,以及与传统抗生素的协同作用实验,评价 AgNPs 对 ATCC 参考菌株和临床分离 MDR 菌株的抗菌效果。
研究结果
1. 银纳米颗粒的合成与表征
通过副念珠菌合成的 AgNPs 在 UV-Vis 光谱中呈现 419 nm 的表面等离子体共振(SPR)峰,XRD 证实其具有面心立方晶体结构,TEM 显示颗粒呈球形,低浓度下粒径为 5.7±1.8 nm,中等浓度时分散均匀(6.5±1.6 nm),高浓度则出现聚集(15.2 nm)。这些结果表明,合成条件显著影响 AgNPs 的粒径和分散性。
2. 抗菌活性与浓度依赖性
AgNPs 对革兰氏阳性和阴性菌均表现出浓度依赖性抗菌活性。在 ATCC 菌株中,铜绿假单胞菌(ATCC 27853)在中等浓度(250 mg/mL)下抑菌圈达 29 mm;临床分离株中,伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)和大肠杆菌抑菌圈分别为 24.5±0.58 mm 和 23.8±0.79 mm。MIC 和 MBC 测定显示,大肠杆菌和肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)对 AgNPs 最为敏感,MIC/MBC 低至 0.3125 mg/mL。
3. 与传统抗生素的协同作用
AgNPs 与多种抗生素表现出显著协同效应,尤其在粪肠球菌(Enterococcus faecalis)中,与黏菌素(Colistin)联用抑菌圈面积提升达 9.84 倍;在鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)中,与头孢他啶(Ceftazidime)联用提升 5.11 倍。这种协同作用因菌种和抗生素类型而异,提示可根据病原体特性优化联合用药方案。
4. 抗菌机制与膜完整性影响
通过检测核酸泄漏和 β- 半乳糖苷酶活性,证实 AgNPs 通过破坏细菌细胞膜完整性发挥作用。处理后的细菌细胞膜通透性显著增加,导致胞内物质泄漏,这一机制与 AgNPs 吸附于细胞壁、诱导氧化应激及干扰电子传递链等多重作用相关。
结论与意义
本研究首次利用苏丹本土副念珠菌实现 AgNPs 的绿色合成,证实其对 MDR 病原菌的高效抗菌活性及与抗生素的协同潜力。相较于化学合成,该方法具有环保、低成本、易规模化等优势,为资源有限地区提供了可行的 AMR 解决方案。研究同时强调,尽管 AgNPs 前景广阔,其长期环境影响(如土壤和水体中的生物累积)仍需进一步评估,未来需开发可降解涂层和安全处置技术。
该研究不仅拓展了真菌在纳米生物技术中的应用,更通过多学科交叉为全球 AMR 治理提供了创新范式。随着后续体内验证和生产工艺优化,基于副念珠菌的 AgNPs 有望成为对抗耐药菌的重要工具,助力实现可持续发展目标中的 “良好健康与福祉”。