亚抑制浓度磷霉素通过sarA依赖性机制增强金黄色葡萄球菌生物膜形成

这篇研究揭示了亚抑制浓度磷霉素(FOS)通过上调全局调控因子sarA，显著增强金黄色葡萄球菌(S. aureus)生物膜形成的分子机制。研究发现1 μg/mL FOS可使生物膜生物量提升1.82-4.27倍，通过促进多糖胞间黏附素(PIA)合成、细胞外DNA(eDNA)释放和纤维连接蛋白(FnbA/B)表达，最终形成更致密的三维结构。该发现对临床抗生素使用策略具有重要警示意义。

　　

亚抑制浓度磷霉素增强金黄色葡萄球菌的黏附能力
通过微量肉汤稀释法测定发现，实验室标准株Newman(MSSA)和N315(MRSA)对磷霉素的MIC均为4 μg/mL。在1 μg/mL亚抑制浓度处理下，两种菌株的黏附能力显著增强：Newman株在120分钟时黏附密度从1.43×10⁶ CFU/cm²提升至2.20×10⁶ CFU/cm²，而N315株则从1.46×10⁶增至2.54×10⁶ CFU/cm²。这种剂量依赖性增强现象在7株临床分离株（包括2株耐磷霉素的ST5型菌株）中也得到验证。

磷霉素显著促进生物膜形成
结晶紫染色显示，1 μg/mL磷霉素使Newman株生物膜OD₆₀₀值从0.671增至2.869（4.27倍），N315株从1.100增至2.799（2.55倍）。共聚焦显微镜观察发现，处理组生物膜呈现更致密的三维结构，SYTO9/PI双染显示活菌比例显著增加。值得注意的是，临床分离株中ST5谱系的MSSA23和MRSA7虽然对磷霉素耐药（MIC分别为64和128 μg/mL），但仍表现出生物膜增强效应。

生物膜基质成分的变化机制
免疫印迹分析显示磷霉素处理使PIA产量显著增加。细胞聚集实验表明，Newman株的聚集率从100%升至188.67%，同时Triton X-100诱导的自溶实验显示处理组自溶速率加快。eDNA定量检测发现，Newman株的eDNA释放量从30.37 ng/μL/OD₆₀₀增至55.29 ng/μL/OD₆₀₀。蛋白酶K降解实验证实，40 μg/mL处理可使生物膜生物量减少73.2%-83.5%，表明蛋白质基质也起重要作用。

基因表达调控网络
RT-qPCR结果显示，1 μg/mL磷霉素使Newman株的sarA表达上调9.51倍，同时显著激活icaA（3.12倍）、icaB（3.09倍）、fnbA（7.18倍）、fnbB（5.54倍）、emp（2.35倍）和cidA（1.46倍）。在N315株中也观察到相似趋势，其中fnbA上调6.30倍最为显著。

sarA依赖性机制的验证
通过同源重组构建的ΔsarA突变体完全丧失了磷霉素诱导的生物膜增强效应。回补实验显示，sarA基因的回补使生物膜形成能力恢复至野生型水平。黏附实验进一步证实，ΔsarA突变体无法响应磷霉素的促黏附作用，而回补株则恢复该表型。

临床意义与展望
该研究首次阐明磷霉素通过sarA-ica通路增强金黄色葡萄球菌生物膜的分子机制。值得注意的是，中国地区流行的ST5型菌株对磷霉素耐药率从2008年的19.5%骤升至2019年的67.3%，且92.7%为高水平耐药。这提示临床需警惕亚治疗浓度抗生素可能加剧慢性感染的风险。未来研究需通过动物模型验证这些发现，并探索MurA抑制剂与生物膜调控网络的直接相互作用。

（注：全文严格依据原文实验数据归纳，未添加任何非文献记载内容，专业术语均保留原文英文缩写及符号格式）