高溶性聚吡咯-银纳米颗粒对沃氏葡萄球菌的抗菌及抗生物膜作用：体外与计算机模拟研究

针对沃氏葡萄球菌(S. warneri)多重耐药性和生物膜形成导致的乳腺炎治疗难题，研究人员通过体外实验和计算机模拟，评估了高溶性聚吡咯(Hs-PPy)与银纳米颗粒(SNPs)的协同抗菌效应。研究发现Hs-PPy在62.5 μg/mL浓度下具有显著杀菌活性，与SNPs联用呈现相加效应，与恩诺沙星(ENO)联用则显示协同作用，可降低抗生素使用剂量。分子对接证实Hs-PPy对耐药/持留相关蛋白具有高亲和力，为抗耐药菌感染提供了新策略。

　　

在畜牧业中，由非金黄色葡萄球菌引起的乳腺炎正成为日益严峻的挑战。其中沃氏葡萄球菌(S. warneri)作为一种机会性病原体，不仅能形成顽固的生物膜，还表现出对恩诺沙星(ENO)等抗生素的多重耐药性。更棘手的是，这类细菌可通过"持留菌"(persister cells)机制进入休眠状态，逃避抗生素杀伤，导致慢性感染反复发作。传统抗生素在应对这类"双重防御"细菌时往往力不从心，亟需开发新型抗菌策略。

巴西伯南布哥联邦大学的研究团队将目光投向了两类纳米材料：导电聚合物高溶性聚吡咯(Hs-PPy)和银纳米颗粒(SNPs)。Hs-PPy因其带正电的聚合物链可破坏细菌细胞壁而闻名，SNPs则以其广谱抗菌特性著称。研究人员通过体外实验结合计算机模拟，系统评估了这两种纳米材料单独及联合使用时的抗菌效果，相关成果发表在《The Microbe》上。

研究采用微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)，棋盘法评估协同效应，结晶紫染色量化生物膜，BacLight?荧光染色观察细菌存活状态，并运用Molegro软件进行分子对接分析。实验选用8株来自山羊乳腺炎的ENO持留型S. warneri分离株及ATCC 49454标准菌株。

抗菌活性
Hs-PPy对所有菌株均显示62.5 μg/mL的统一MIC值，而SNPs在测试浓度(≤10 μg/mL)内无抗菌活性。值得注意的是，Hs-PPy与SNPs联用可使两者MIC分别降低50%和75%，呈现相加效应；与ENO联用更产生协同效应，使ENO用量降低4-64倍。

抗生物膜作用
Hs-PPy在1/2 MIC浓度下显著抑制三株临床分离株的生物膜形成，对标准菌株成熟生物膜的破坏率达30.9%。荧光显微镜显示Hs-PPy处理组细菌存活率介于阴性对照与ENO处理组之间，证实其杀菌效果。

分子机制
计算机模拟揭示Hs-PPy与16种耐药/持留相关蛋白的结合能普遍低于常规抗生素，尤其对持留相关蛋白Endoribonuclease MazF(5DLO)等表现出显著亲和力，提示其可能通过干扰毒素-抗毒素系统来清除持留菌。

这项研究首次证实Hs-PPy对S. warneri具有"三位一体"的抑制作用：直接杀菌、破坏生物膜、干扰持留机制。更值得关注的是，Hs-PPy能大幅降低SNPs和ENO的有效剂量，为缓解耐药性问题提供了实用方案。分子对接结果则为后续药物设计指明了潜在靶点。尽管SNPs单独效果欠佳，但其与Hs-PPy的协同效应提示复合材料可能是未来研发方向。该成果不仅为动物乳腺炎防治提供了新选择，其揭示的作用机制对人类耐药菌感染治疗也具有借鉴价值。