非抗生素药物(NAMs)与抗生素联用促进大肠杆菌耐药性发展的机制研究

本研究针对老龄化社会中普遍存在的多重用药(polypharmacy)问题，揭示了常用非抗生素药物(NAMs)与抗生素联用对大肠杆菌耐药性发展的促进作用。研究人员通过体外实验证实，布洛芬(ibuprofen)和对乙酰氨基酚(acetaminophen)在肠道相关浓度下可显著增加大肠杆菌突变频率，并通过全基因组测序发现AcrAB-TolC外排泵过表达是导致多重耐药的关键机制。该研究为临床合理用药提供了重要依据，对遏制抗菌素耐药性(AMR)具有重大公共卫生意义。

　　

在老龄化社会背景下，养老机构(RACFs)居民普遍存在多重用药现象，平均每日服用9种以上药物。虽然抗生素滥用被认为是抗菌素耐药性(AMR)发展的主要驱动力，但最新证据表明，占药品市场95%的非抗生素药物(NAMs)可能通过未知机制促进耐药性产生。这一问题在养老机构尤为突出，因为居民同时暴露于高频率使用的抗生素和NAMs。特别值得注意的是，常用止痛药如布洛芬和对乙酰氨基酚在肠道中持续存在，可能改变肠道菌群的生理状态，但目前尚不清楚这些药物如何影响细菌对抗生素的敏感性。

为探究这一问题，Henrietta Venter团队在《npj Antimicrobials and Resistance》发表了突破性研究。研究人员选取养老机构最常用的9种NAMs（包括布洛芬、双氯芬酸、对乙酰氨基酚、呋塞米、阿托伐他汀等），以肠道相关浓度与环丙沙星(ciprofloxacin)联用，系统评估其对大肠杆菌BW25113和临床分离株6146的突变频率、耐药水平及分子机制的影响。

研究采用的关键技术包括：1) 标准化的微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)；2) 突变频率计算模型评估NAMs对细菌突变的影响；3) 棋盘实验结合外排泵抑制剂PAβN验证AcrAB-TolC外排泵的作用机制；4) 全基因组测序解析耐药突变谱；5) RT-qPCR定量分析acrA基因表达水平。实验菌株包括模式菌株E. coli BW25113和来自养老机构居民的粪便分离株E. coli 6146。

NAM暴露增加大肠杆菌在环丙沙星存在下的适应性

生长曲线分析显示，3/4 MIC环丙沙星显著抑制细菌生长，而联用布洛芬、双氯芬酸或对乙酰氨基酚可使生长速率恢复28-62%。特别值得注意的是，这些NAMs能缩短延迟期，表明其增强了细菌在抗生素压力下的适应能力。

NAM暴露诱导大肠杆菌突变

在1×MIC环丙沙星条件下，布洛芬和对乙酰氨基酚使突变频率显著增加10^-6量级。双氯芬酸和呋塞米也显示出促突变效应，而替马西泮、曲马多和伪麻黄碱影响较小。从突变菌落中分离的菌株显示环丙沙星MIC值提升8-64倍，且对左氧氟沙星等其他抗生素产生交叉耐药。

两种NAMs组合进一步增强突变频率和耐药水平

虽然布洛芬+对乙酰氨基酚组合未显示叠加的突变频率增加，但产生的突变株表现出更高耐药水平。例如，BW_Ibf/Dic_M1突变株的环丙沙星MIC达到1 μg/mL（野生型的64倍）。全基因组测序发现这些突变株同时携带gyrA(S83L/D87Y)和MarR/AcrR多重突变。

基因组分析揭示多重突变机制

测序结果鉴定出三类关键突变：1) DNA旋转酶gyrA的S83L/D87G/Y突变；2) 全局调控因子MarR的缺失/错义突变；3) 外排泵局部调控因子AcrR的T5N突变。特别值得注意的是，携带MarR 13bp缺失和AcrR T5N双突变的菌株，其acrA基因表达量上调13倍，证实了外排泵过表达的核心作用。

外排泵功能验证

使用外排泵抑制剂PAβN后，约60%突变株的环丙沙星MIC降低2-8倍，其中BW_Ibf/Frs_M1等菌株的耐药性完全逆转。RT-qPCR显示AcrAB-TolC表达量与耐药水平呈正相关，最高达野生型的13.24倍。

该研究首次系统证实常用NAMs可通过促进突变积累和外排泵过表达双重机制，加速临床相关菌株的多重耐药发展。在分子机制层面，发现MarR/AcrR调控网络破坏是外排泵持续激活的关键，而gyrA突变则提供了选择优势。这些发现对临床实践具有重要启示：首先，养老机构应避免环丙沙星与NSAIDs类药物联用；其次，监管机构需重新评估NAMs的潜在AMR风险；最后，该研究为开发抑制外排泵的辅助疗法提供了新靶点。随着全球老龄化加剧，这项研究为制定科学的用药指南、遏制AMR蔓延提供了关键科学依据。