基于代谢组学与生物化学计量学联用技术快速鉴定塞内加尔吉拉木叶中抗菌萘衍生物的研究

为解决多重耐药(MDR)金黄色葡萄球菌感染难题，研究人员采用LC-HRMS和NMR联用技术，从传统药用植物塞内加尔吉拉木叶中快速鉴定出7种萘衍生物，其中新型化合物guieranone C和guierapyrones A/B展现出显著抗菌活性，为抗生物膜药物开发提供新思路。

　　

在抗生素滥用导致多重耐药菌肆虐的今天，医院获得性感染的头号元凶——表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)正通过生物膜(biofilm)形成和mecA基因表达，对β-内酰胺类、氟喹诺酮类等抗生素产生广泛耐药性。这种"超级细菌"使得导管相关感染和败血症的治疗陷入困境，全球医疗系统每年因此承受着巨大的经济和生命损失。

面对这一严峻挑战，来自意大利Thermo Fisher Scientific Spa和Bruker?等机构的研究团队将目光投向了非洲传统药用植物塞内加尔吉拉木(Guiera senegalensis)。这种被非洲人民称为"万能药"的灌木，其叶片在民间长期用于治疗感染性疾病，但具体活性成分和作用机制始终是未解之谜。研究人员创新性地采用"代谢组学-生物化学计量学"双引擎驱动策略，成功从该植物中锁定抗MDR菌的关键成分，相关成果发表在《Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis》。

研究团队首先运用液相色谱-高分辨质谱联用技术(LC-HRMS)进行非靶向代谢组学分析，结合特征分子网络(FBMN)构建了该植物完整的代谢轮廓。随后通过核磁共振(NMR)指纹图谱进行生物化学计量学建模，发现乙醚提取物(EAF)在156 μg/mL浓度下即可抑制70%细菌生长。关键创新在于采用¹H NMR(600/700 MHz)和¹³C NMR(150/175 MHz)技术追踪活性特征峰，指导分离出7个萘系化合物，包括世界首次报道的guieranone C萘丁烯酮和guierapyrones A/B萘-γ-吡喃酮。

在"分子网络指导的活性成分追踪"部分，研究显示EAF对甲氧西林敏感和耐药菌株均具显著抑制效果。通过建立代谢物-活性关联模型，发现多甲氧基萘骨架与抗菌活性高度相关。"NMR驱动的化合物分离"章节详细阐述了如何通过化学位移δ_H 3.31(CD₃OD溶剂峰)等特征信号，定向分离获得活性单体。最终活性测试证实，guieranone A对耐药菌的抑制效果尤为突出。

这项研究开创性地将传统植物药与现代分析技术深度融合：一方面通过LC-HRMS/MS实现代谢物快速去重复化(dereplication)，另一方面借助NMR生物化学计量学精准捕捉活性特征，将植物活性成分发现周期缩短60%以上。所发现的萘-γ-吡喃酮类新骨架为抗生物膜药物设计提供了全新模板，而建立的技术路线更为快速开发植物源抗菌剂提供了标准化范式。特别值得注意的是，该研究证实传统医学经验与现代科技的结合能有效加速药物发现进程，为应对全球抗生素耐药危机开辟了可持续发展路径。