百里酚与香芹酚协同抗生素在金黄色葡萄球菌和鲍曼不动杆菌中的作用机制及耐药性防控研究

【字体: 时间:2025年06月07日 来源:Natural Products and Bioprospecting 4.8

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  这篇综述系统探讨了百里酚(THY)和香芹酚(CARV)作为抗生素佐剂(ABX)的协同抗菌组合(SACs)在对抗金黄色葡萄球菌(S. aureus)和鲍曼不动杆菌(A. baumannii)中的多重机制。研究通过棋盘法(FICI≤0.5)验证了SACs可降低抗生素剂量4-16倍,并首次揭示了其通过膜去极化、外排泵抑制、ATP代谢干扰及氧化应激调控等途径增强疗效并抑制耐药性生成,为抗多重耐药(MDR)病原体提供了创新策略。

  

引言

抗生素耐药性(ABX resistance)已成为全球健康威胁,而天然产物如百里酚(THY)和香芹酚(CARV)因其多重抗菌机制备受关注。作为唇形科植物的单萜酚类异构体,THY和CARV通过破坏细菌膜结构、抑制外排泵等途径展现出广谱抗菌活性。本研究聚焦其与氯霉素(CHL)、庆大霉素(GEN)和链霉素(STM)的协同效应,针对世界卫生组织(WHO)重点病原体——金黄色葡萄球菌(S. aureus)和鲍曼不动杆菌(A. baumannii),系统评估了SACs的抗菌效能及耐药防控潜力。

材料与方法

通过微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC),棋盘法计算分级抑制浓度指数(FICI)。选取8种参考菌株(包括革兰氏阳性与阴性菌),评估SACs对浮游菌生长动力学、生物膜抑制与清除的影响。机制研究涵盖膜电位(DiSC3(5))、膜通透性(PI/NPN)、外排泵活性(EtBr积累)、ROS/ATP水平检测,并通过连续传代实验分析耐药性演变。

结果与讨论

抗菌活性与协同效应

THY和CARV的MIC范围分别为125-500 μg/mL,与GEN/STM组合对A. baumannii和S. aureus表现出显著协同(FICI 0.25-0.5),抗生素剂量降低4-16倍。生长动力学显示SACs完全抑制浮游菌生长(Cmax
降至0),且对生物膜的抑制率达70-80%,优于单一抗生素(仅30-40%)。

作用机制解析

THY和CARV通过多重途径增强抗生素效能:

  1. 膜破坏:在MIC浓度下,CARV对S. aureus内膜通透性提升100%(PI实验),THY则引起更强去极化(DiSC3(5))。
  2. 外排泵抑制:THY急性暴露即抑制A. baumannii的AdeABC外排泵(EtBr荧光提升2倍),CARV需6小时预孵育生效。
  3. 代谢干扰:SACs显著降低耐药菌株ATP水平(S. aureus中下降60%),并缓解GEN诱导的ROS爆发(降低50%),从而减少突变积累。

耐药性防控

连续传代30天后,单一GEN使A. baumannii的MIC提升1024倍,而THY组合将其限制在32倍。THY/CARV本身未诱发耐药,且通过抑制氧化应激和能量代谢紊乱,阻断细菌适应性进化。例如,GEN耐药株ROS水平升高200%,而SACs可恢复至基线。

结论

THY和CARV作为天然佐剂,通过多靶点协同增强抗生素对MDR病原体的杀伤力,同时阻断耐药性演变。其独特机制包括膜靶向破坏、外排泵抑制及代谢重编程,为临床应对耐药危机提供了兼具创新性和转化潜力的策略。未来需进一步探索其在体内模型中的疗效及制剂优化路径。

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