靶向MEK1/2通路：抗金黄色葡萄球菌感染与炎症治疗在囊性纤维化中的突破性策略

本研究揭示MEK1/2抑制剂ATR-002通过双重机制（抗炎+抗菌）对抗囊性纤维化（CF）患者耐药性金黄色葡萄球菌（S. aureus）感染，证实其可降低TLR2诱导的细胞因子分泌（如TNF-α/IL-8）并抑制临床分离菌株生长（MIC中位数32 μg/mL），为MRSA感染提供新型宿主-病原体同步靶向疗法。

　　

ABSTRACT

金黄色葡萄球菌（S. aureus）感染对囊性纤维化（CF）患者构成持续挑战。研究聚焦MEK1/2抑制剂ATR-002的双重作用：通过抑制宿主MEK2减轻TLR2介导的炎症（如降低CF巨噬细胞TNF-α/IL-8分泌），同时直接抑制临床分离菌株生长（包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA和小菌落变异体SCV）。小鼠肺部感染模型证实ATR-002可减少4小时细菌负荷并缓解中性粒细胞炎症，而Mek2^KO
小鼠验证MEK2特异性促炎作用。

INTRODUCTION

CF由CFTR基因突变引发，其肺部微环境易受S. aureus和铜绿假单胞菌定植。尽管高效CFTR调节剂（HEMT）改善患者生存质量，但S. aureus感染仍普遍存在。MEK1/2通路调控炎症反应，且与S. aureus激酶Stk1同源，提示MEK1/2抑制剂可能同时靶向宿主和病原体。

MATERIALS AND METHODS

实验设计：

• 细胞模型：CF患者单核细胞衍生的巨噬细胞（MDM）经TLR2激动剂（FSL-1/Pam3CSK4）和ATR-002处理，检测ERK1/2磷酸化及细胞因子分泌。
• 抗菌实验：40株CF临床分离菌株（含USA300和SCV）在MHBII和合成CF痰液培养基（SCFM1）中测定ATR-002最小抑菌浓度（MIC）。
• 动物模型：C57BL/6J和Mek2^KO
  小鼠经鼻感染USA300，评估ATR-002（10 mg/kg）或PD0325901（20 mg/kg）对肺细菌负荷、BAL炎症指标的影响。

RESULTS

1. ATR-002的抗菌效应

• 独特抗菌性：相比其他MEK1/2抑制剂（PD0325901/CI-1040），ATR-002对USA300呈显著抑菌作用（MIC 32 μg/mL）。
• 临床菌株敏感性：35株痰液和5株鼻窦分离株中，32 μg/mL为最常见MIC值，SCFM1中多数菌株MIC降低（如6586株从64降至16 μg/mL）。
• SCV靶向：小菌落变异体SA0831^SCV
  的MIC（16 μg/mL）低于其亲本NCV株（32 μg/mL）。

2. 抗炎作用机制

• 细胞因子抑制：ATR-002剂量依赖性减少CF MDM的TNF（FSL-1刺激下降40%）和IL-8（Pam3CSK4刺激下降35%）分泌。
• 吞噬功能保留：200 μM ATR-002不影响巨噬细胞对pHrodo标记S. aureus的摄取和酸化（流式gMFI无差异）。

3. 体内双重功效

• 早期抗菌：感染4小时后，ATR-002组肺细菌负荷较Vehicle组降低2倍（P<0.05）。
• 炎症缓解：24小时后，PD0325901和ATR-002组BAL中性粒细胞减少70%，且体重丢失改善。
• MEK2特异性：Mek2^KO
  小鼠感染后炎症减轻（中性粒细胞减少50%），但细菌清除能力与野生型相当。

DISCUSSION

ATR-002的独特价值在于：

1. 跨物种靶向：通过抑制宿主MEK2和病原体Stk1，实现“一药双效”。
2. 临床转化潜力：在模拟CF痰液的SCFM1中抗菌活性增强，提示其在复杂肺部环境中的优势。
3. 安全性：不损害巨噬细胞吞噬功能，避免免疫抑制风险。

局限性包括未明确ATR-002耐药机制，且急性小鼠模型未能模拟CF慢性感染。未来需在CF大鼠模型中验证其长期疗效。

ACKNOWLEDGMENTS

研究由囊性纤维化基金会（CFF）和俄亥俄州立大学转化科学中心资助，依托C3TDC核心设施完成。