综述：细菌顽固性机制的理解、检测与治疗靶向研究新进展

这篇综述深入探讨了细菌顽固性（recalcitrance）这一被长期低估的临床难题，涵盖耐受性（tolerance）和持久性（persistence）两种表型。文章系统梳理了(p)ppGpp介导的严谨反应（stringent response）、毒素-抗毒素系统（TA systems）和SOS修复通路等关键机制，提出靶向膜活性化合物（如抗菌肽AMPs）、噬菌体及代谢唤醒策略等治疗新方向，为攻克慢性感染提供多维度解决方案。

　　

背景

20世纪初抗生素的发现开启了感染治疗的黄金时代，但细菌通过耐药性（resistance）和顽固性（recalcitrance）两大策略逃避清除。后者指非遗传性表型变化导致的生存能力增强，包含耐受性（群体存活时间延长）和持久性（亚群体存活）两种表型。尽管1940年代即有报道，顽固性机制研究长期滞后于耐药性，直到1980年代大肠杆菌hipA7高持久突变体的发现才重获关注。

定义

• 耐药性：遗传性MIC升高

• 耐受性：群体MDK₉₉延长，代谢普遍抑制

• 持久性：亚群体双相杀灭曲线，代谢异质性

• 休眠：ATP依赖的蛋白质聚集体（aggresomes）形成

机制解析

代谢休眠深度分层

耐受菌进入深度休眠（翻译完全停止），而持久菌保持基础转录翻译能力。近期单细胞RNA测序揭示，Lon蛋白酶通过降解细胞分裂抑制蛋白SulA调控复苏。

(p)ppGpp的核心作用

饥饿信号分子(p)ppGpp在革兰阳性菌（Rel调控）和阴性菌（RelA/SpoT调控）中协调代谢减速与应激响应。例如铜绿假单胞菌中，(p)ppGpp调控群体感应系统LAS/RHL，间接影响生物被膜形成。

TA系统的分子开关

HipAB系统典型代表：HipA毒素磷酸化GltX tRNA合成酶，触发氨基酸饥饿。hipA7突变体因毒素-抗毒素亲和力降低，持久亚群比例升高至1%。

SOS响应的双刃剑

DNA损伤时，RecA激活LexA自剪切，释放TisB毒素形成膜孔道，降低质子动力势导致休眠。

生物被膜的物理屏障

被膜核心区营养匮乏诱导(p)ppGpp积累，胞外基质限制抗生素渗透，共同促进顽固性。

检测技术革新

传统CFU计数可能高估氟喹诺酮类效果，新型单细胞RNA测序、纳米运动检测（nanomotion）等技术正突破异质性研究瓶颈。值得注意的是，小鼠模型中沙门氏菌顽固性主要源于营养限制性耐受，挑战了持久菌在体内的主导地位假说。

治疗策略

直接杀伤方案

• 膜靶向剂：多粘菌素穿透外膜LPS，LL-37抗菌肽杀灭金黄色葡萄球菌持久菌

• 噬菌体Paride：突破代谢静止状态裂解铜绿假单胞菌

代谢调控策略

• 唤醒休眠菌：甘露醇临床试验（UROPOT）增强氨基糖苷类摄取

• 阻断休眠入口：四酮内酯抑制(p)ppGpp合成，硼替佐米靶向Lon蛋白酶

• 永久休眠诱导：DnaK/ClpB抑制剂阻止蛋白质聚集体解离

展望

顽固性研究需与耐药性并重，未来需开发靶向不同休眠深度的组合疗法。群体感应抑制剂、多价噬菌体等创新手段有望为慢性感染提供根治方案，但临床转化仍需解决时机选择（早发感染干预）和窄谱性等挑战。