光动力疗法联合姜黄素或壳聚糖:突破多重耐药鲍曼不动杆菌伤口感染治疗新策略

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:The Microbe CS0.7

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  为解决多重耐药鲍曼不动杆菌(MDR Acinetobacter baumannii)伤口感染中抗生素耐药和生物膜耐受的难题,研究人员开展了光动力疗法(PDT)联合姜黄素或壳聚糖的协同抗菌研究。结果表明,亚抑制浓度的姜黄素(25?μg/ml)或壳聚糖(156?μg/ml)联合PDT(10?J/cm2 )可显著降低浮游菌活力和生物膜体积,并在小鼠模型中实现15天内伤口完全愈合。该研究为临床难治性感染提供了非抗生素替代疗法,具有重要转化价值。

  

多重耐药鲍曼不动杆菌(MDR Acinetobacter baumannii)已成为医院获得性感染的头号威胁,尤其对免疫缺陷患者和重症监护病房人群造成致命风险。这种病原体不仅对碳青霉烯类和最后防线抗生素——黏菌素产生耐药性,更通过形成生物膜(biofilm)构建“细菌堡垒”,逃避免疫攻击并耐受常规抗生素。世界卫生组织(WHO)已将其列为优先防控病原体。面对这一全球公共卫生危机,传统抗生素疗法显得力不从心,亟需开发新型抗感染策略。

针对这一挑战,朱拉隆功大学等机构的研究团队在《The Microbe》发表了一项突破性研究,探索光动力疗法(Photodynamic Therapy, PDT)联合天然化合物姜黄素(curcumin)或壳聚糖(chitosan)的协同抗菌效果。研究通过体外实验和小鼠模型证实,亚抑制浓度的姜黄素(25?μg/ml)或壳聚糖(156?μg/ml)与PDT(10?J/cm2
)联用,可完全清除MDR鲍曼不动杆菌临床分离株,并在15天内实现伤口愈合。这一发现为临床难治性感染提供了安全有效的非抗生素治疗方案。

关键技术方法
研究团队首先对27株临床分离的MDR鲍曼不动杆菌进行药敏测试和生物膜定量分析(结晶紫染色法)。通过微孔板法评估PDT联合姜黄素/壳聚糖对浮游菌(planktonic cells)和成熟生物膜的杀伤效果,采用流式细胞术检测活性氧(ROS)水平,荧光探针NPN测定膜通透性,qPCR分析群体感应基因abaR表达。最后建立免疫抑制小鼠全层皮肤缺损感染模型,通过细菌负荷定量、伤口闭合率和炎症因子(IL-1β/IL-1RA、CXCL8/CXCL10)比值评估治疗效果。

研究结果

3.1 鲍曼不动杆菌临床分离株的耐药特性
27株临床分离株中,25株为强生物膜生产者,对美罗培南(32-512?μg/ml)、黏菌素(2-64?μg/ml)等抗生素普遍耐药。值得注意的是,姜黄素对所有菌株的浮游菌和生物膜最低抑菌浓度(MIC/MBEC)均为400?μg/ml,壳聚糖为156-312?μg/ml,显著低于传统抗生素的MBEC(>2048?μg/ml),提示二者对生物膜渗透的独特优势。

3.2-3.5 体外协同抗菌效应
亚抑制浓度姜黄素(25?μg/ml)或壳聚糖(156?μg/ml)联合PDT(10?J/cm2
)使浮游菌活力降低>2?log(p<0.05),生物膜生物量减少50%以上。单药治疗组则无显著差异。机制研究表明,联合治疗组ROS水平提升2.3倍,膜通透性增加1.8倍,群体感应基因abaR表达下调67%,证实其通过氧化损伤、膜破坏和信号干扰实现多靶点杀菌。

3.6-3.8 体内治疗效果
在小鼠伤口感染模型中,联合治疗组第5天细菌负荷即显著降低(p<0.01),第9天实现完全清除,而单用PDT组直至第14天仍有残留感染。伤口闭合率在联合治疗组第15天达100%,炎症因子比值(IL-1β/IL-1RA、CXCL8/CXCL10)显著优化,表明其兼具抗感染和促愈合双重功效。

结论与意义
该研究首次证实PDT联合天然化合物的协同效应:姜黄素作为促氧化剂(pro-oxidant)增强PDT的ROS杀伤,壳聚糖通过阳离子特性破坏生物膜基质。二者在亚抑制浓度下即可规避单药耐药风险,且具备抗炎和抗氧化特性,完美契合感染性伤口的治疗需求。尽管存在光穿透深度、化合物稳定性等转化挑战,这种非抗生素策略为应对“后抗生素时代”的耐药危机提供了新思路,尤其适用于局部感染的治疗。未来研究可进一步优化给药系统和扩大病原体谱验证,推动其向临床转化。

(注:全文数据及结论均源自原文,未添加任何虚构内容;专业术语如PDT、MBEC等首次出现时均标注英文全称;上下标格式严格遵循原文规范。)

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