阴道乳杆菌来源的(-)-Terpinen-4-ol通过抑制外排泵恢复耐药大肠杆菌和肺炎克雷伯菌的抗生素敏感性

本研究针对日益严重的抗生素耐药性问题，从健康女性阴道分离的Lactobacillus jensenii细胞上清液中鉴定出(-)-Terpinen-4-ol，证实其可通过抑制RND外排泵系统（如KexC/AcrA）和破坏质子动力（PMF），使红霉素对MDR K. pneumoniae和E. coli的MIC降低32-128倍。该化合物在斑马鱼感染模型中使细菌负荷降低7-log，且对膀胱上皮细胞无毒性，为开发基于益生菌代谢物的外排泵抑制剂（EPI）提供了新思路。

　　

抗生素耐药性已成为全球健康危机，其中革兰阴性菌通过外排泵将抗生素排出胞外的机制尤为棘手。据OECD预测，到2035年对碳青霉烯类等关键药物的耐药性将翻倍。面对这一挑战，印度SASTRA大学Veena G Nair团队另辟蹊径，从人体共生微生物——阴道乳杆菌中寻找解决方案。

研究人员采集54名健康印度女性的阴道样本，分离出8株乳杆菌，发现Lactobacillus jensenii的细胞上清液(CFS)能显著逆转临床分离的耐红霉素肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)和大肠杆菌(E. coli)的耐药性。通过生物活性导向分馏和GC-MS分析，锁定关键活性成分为(-)-Terpinen-4-ol（单萜醇）。该研究创新性地结合斑马鱼感染模型、实时外排分析(RTE)和qPCR技术，系统揭示了该化合物的多重作用机制。

主要技术方法

采用临床分离的K. pneumoniae和E. coli UTI89菌株，通过棋盘实验和MIC逆转实验评估协同效应；使用DiSC₃荧光探针和ATP检测分析膜电位变化；NPN摄取实验检测膜通透性；建立斑马鱼肌肉感染模型评估体内疗效；qPCR分析oqxA/kexC等外排泵基因表达；T24膀胱细胞模型验证生物相容性。

(-)-Terpinen-4-ol与红霉素协同增效

棋盘实验显示该组合的FIC指数≤0.5，使红霉素对K. pneumoniae MTCC 432的MIC从64μg/ml降至2μg/ml。在时间杀菌实验中，组合用药24小时使细菌负荷降低9-log，显著优于单药处理。

多重作用机制解析

实时外排实验显示，5μg/ml的(-)-Terpinen-4-ol抑制EtBr外排的效果优于阳性对照PA?N和CCCP（图1）。膜电位实验证实其能像CCCP一样瓦解质子梯度（图2），同时使细菌ATP产量降低60%。NPN实验表明其可增强膜通透性4-6倍（图3），促进抗生素内流。基因分析揭示其特异性下调kexC表达3倍（图8），靶向RND外排泵系统。

体内外安全性与疗效

斑马鱼感染模型显示，组合治疗使肌肉组织细菌负荷降低8-log（图5A），且组织病理学未见异常（图5B）。在感染K. pneumoniae的T24膀胱细胞中，同样观察到6-log的细菌清除效果（图6）。MTT实验证实其对哺乳动物细胞无毒性。

这项研究首次揭示人体益生菌能产生高效低毒的外排泵抑制剂。(-)-Terpinen-4-ol通过"三位一体"机制——破坏PMF、增强膜通透性、下调外排泵基因，为对抗MDR病原体提供了新武器。其源于人体共生菌的特性，相较于植物或合成来源的EPI具有更好的生物相容性优势。该发现不仅为尿路感染(UTI)治疗提供新策略，更开创了"微生物组药物挖掘"的新范式。