绿脓菌素的多重抗病原潜力：从土壤分离到抗细菌、抗真菌及抗血吸虫活性的全面评估

本研究针对多重耐药病原体治疗难题，从农业土壤中分离出产绿脓菌素(PYO)的Pseudomonas sp. MPF-2菌株，通过UV-vis、FTIR和GC-MS表征证实其结构特征。研究发现PYO对革兰氏阳性菌(最低MIC 15.6μg/mL)和白色念珠菌(125μg/mL)具有显著抑制作用，对预形成生物膜的清除率达61.65%，首次证实口服PYO可减少曼氏血吸虫(S. mansoni)幼虫负荷34.41%，为抗感染治疗提供新型天然候选药物。

　　

在抗生素耐药性日益严峻的全球健康危机下，自然界微生物产生的次级代谢产物正成为新型抗菌药物的重要来源。其中，由铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)产生的绿脓菌素(Pyocyanin, PYO)因其独特的氧化还原特性备受关注。这种蓝色色素分子不仅能穿透生物膜，还能通过产生活性氧(ROS)破坏病原体细胞结构，但其广谱抗病原活性和体内安全性尚未系统评估。更值得注意的是，尽管PYO对细菌和真菌的抑制作用已有报道，其对寄生虫特别是血吸虫的治疗潜力仍属空白。

为全面评估PYO的生物医学价值，Marwa M.Eltarahony团队从埃及农业土壤中分离到一株高产PYO的Pseudomonas sp. MPF-2(GenBank OR211569)，通过多组学技术表征其结构特征，系统评价了其对8种细菌、2种真菌的生物膜抑制能力，并开创性地探索了口服PYO对曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)不同发育阶段的杀灭效果。该研究发表在《BMC Microbiology》期刊，为开发多靶点抗感染药物提供了重要理论依据。

研究采用King's-A培养基优化PYO生产条件，通过氯仿/盐酸萃取法获得纯度较高的蓝色色素。利用UV-vis光谱(特征峰277/383/522 nm)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和气质联用(GC-MS)进行结构鉴定。抗菌实验采用CLSI标准微量稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)，通过结晶紫染色和MTT法评估生物膜抑制效果。选用瑞士白化小鼠建立血吸虫感染模型，比较PYO(25 mg/kg)与吡喹酮(PZQ)对幼虫(21 dpi)和成虫(42 dpi)的杀灭效率，通过扫描电镜(SEM)观察虫体超微结构变化。

【PYO生产与表征】

从5株产色素菌株中筛选出Pseudomonas sp. MPF-2，该菌在King's-A培养基72小时产量达31.35μg/mL。UV-vis光谱显示典型三峰特征，FTIR证实存在酚嗪特征基团(O-H、C=N等)，GC-MS检测到206.1 m/z(半绿脓菌素)和168.1 m/z(吩嗪)碎片峰。电镜显示该菌为无鞭毛的杆状形态(0.5-0.8×1-3μm)。

【体外抗菌活性】

PYO对肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)表现出最强抑制作用(MIC 15.6μg/mL)，而对变形杆菌(Proteus vulgaris)效果最弱(MIC 500μg/mL)。革兰氏阳性菌普遍更敏感，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)MIC为31.25μg/mL。抗真菌测试显示，PYO对热带念珠菌(Candida tropicalis)(62.5μg/mL)的抑制优于白色念珠菌(C. albicans)(125μg/mL)。

【生物膜干预】

1000μg/mL PYO可抑制98.11%的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)生物膜形成，对已形成的生物膜，同等剂量下清除率为61.65%(B. cereus)、40.86%(P. vulgaris)和48.68%(C. albicans)。MTT实验证实PYO能显著降低生物膜内细胞代谢活性(r≥0.99)。

【体内抗血吸虫】

口服PYO使小鼠幼虫期虫负荷减少34.41%(23.83±2.79)，显著优于吡喹酮(PZQ)(p≤0.05)；但对成虫效果(49.08%)不及PZQ(94.96%)。SEM显示PYO处理组幼虫出现体表凹陷和吸器水肿，成虫则表现皮棘脱落和结节结构破坏。

这项研究首次证实口服PYO能同时靶向细菌、真菌和寄生虫多重病原体，其作用机制涉及：1)通过氧化应激破坏病原体细胞结构；2)抑制群体感应(Quorum Sensing)系统干扰生物膜形成；3)抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)导致血吸虫神经肌肉麻痹。特别是对PZQ无效的血吸虫幼虫阶段展现显著活性，为开发抗多重耐药菌-寄生虫共感染的联合疗法提供了新思路。研究者建议未来可探索PYO与纳米材料或抗生素的协同组合，以降低用药剂量并延缓耐药性产生。该成果拓展了微生物色素在环境治理和临床治疗中的应用前景。