ATP与美罗培南协同激活TCA循环增强碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌杀灭作用的研究

这篇研究揭示了外源性三磷酸腺苷（ATP）通过重编程代谢组学激活三羧酸循环（TCA cycle），促进活性氧（ROS）生成并增强膜通透性，从而逆转碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌（CRAB）对美罗培南的耐药性。研究不仅阐明了ATP通过TCA循环-电子传递链-ROS轴增强抗生素效能的分子机制，还通过小鼠肺炎模型验证了ATP的协同治疗潜力，为CRAB感染提供了新型代谢干预策略。

　　

ABSTRACT
全球范围内碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌（CRAB）的流行对公共卫生构成重大威胁。研究发现外源性ATP能显著增强美罗培南对CRAB的杀菌效果，但其机制尚不明确。通过代谢重编程技术，本研究揭示了ATP通过激活TCA循环、促进ROS生成和增加膜通透性的三重机制逆转CRAB耐药性。

关键通路激活
代谢组学分析显示，ATP处理后的CRAB代谢谱显著改变，65种差异代谢物中23%为碳水化合物，33%为氨基酸。TCA循环关键代谢物（α-酮戊二酸、琥珀酸等）和酶活性（酮戊二酸脱氢酶KGDH、琥珀酸脱氢酶SDH）均显著上调。TCA循环抑制剂丙二酸可完全拮抗ATP与美罗培南的协同杀菌作用，证实该通路的核心地位。

ROS风暴机制
激活的TCA循环通过产生NADH和FADH₂驱动电子传递链（ETC），复合体I-V基因表达均上调。同时核黄素代谢通路关键基因（如_ribF）被激活，导致ROS水平提升3.2倍。实验证实0.15% H₂O₂可使美罗培南杀菌效果增强8倍，而ROS清除剂α-生育酚则显著削弱ATP的增效作用。

膜通透性调控
ATP处理使外膜孔蛋白基因_omp33-36、_oprD表达量提升4-6倍，CRAB对美罗培南的摄取量增加2.3倍。流式细胞术显示膜通透性提高37%，而外排泵（_adeB等）和碳青霉烯酶（_blaOXA-23）基因未受影响，表明ATP特异性改善药物内流而非抑制外排或酶解。

动物模型验证
在免疫抑制小鼠肺炎模型中，ATP（3 mg/kg）与美罗培南（100 mg/kg）联用使生存率从10%提升至50%，肺组织细菌载量降低2个数量级。组织病理学显示联合治疗组肺泡结构完整，炎症浸润显著减轻。

临床转化前景
尽管外源性ATP存在体内不稳定的局限性，该研究为开发靶向代谢的抗生素增效剂提供了新思路。未来可通过纳米载体递送或结构修饰提升ATP生物利用度，或筛选特异性激活TCA循环的小分子化合物。