尿苷通过激活碳水化合物转运体增强氨基糖苷类抗生素效力的机制研究

本研究针对革兰阴性菌对氨基糖苷类抗生素(AGs)耐药性问题，发现尿苷(uridine)能激活18种碳水化合物转运体促进AGs摄取。通过转录组学、荧光标记和动物模型证实，尿苷可使AGs对ESKAPEE病原体的MIC降低10倍，在合成尿液和血液模型中增强杀菌效果，为临床治疗多重耐药感染提供了新型佐剂策略。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，其中革兰阴性菌因其独特的双层膜结构对多种抗生素表现出固有耐药性。氨基糖苷类抗生素(AGs)作为治疗这类感染的重要武器，其疗效受到细菌摄取效率低下的限制。传统观点认为AGs主要依赖质子动力势(PMF)被动进入细菌，但法国巴斯德研究所的团队在《SCIENCE ADVANCES》发表的研究，揭示了AGs通过碳水化合物转运体主动摄取的全新机制。

研究团队首先通过RNA测序发现，亚抑菌浓度的妥布霉素会下调大肠杆菌中18种碳水化合物转运体的表达。这一现象引发猜想：AGs可能利用其糖基结构"伪装"成糖类物质，通过糖转运体进入细菌。为验证这一假说，研究人员构建了26种糖转运体的基因敲除和过表达菌株，结合荧光标记新霉素(Neo-Cy5)和流式细胞术，首次证实其中18种转运体能显著促进AGs摄取。这一机制在ESKAPEE病原体（包括铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌）中高度保守。

关键技术包括：1）使用Biolog表型芯片筛选198种碳源对糖转运体启动子活性的影响；2）建立荧光标记AGs的定量摄取系统；3）开发合成尿液和血浆样培养基模拟感染环境；4）采用小鼠尿路感染模型验证临床转化潜力。

在"尿苷激活14种参与AG增敏的糖转运体表达"部分，研究发现尿苷能最强效诱导cmtA等转运体表达，使P_cmtA-GFP荧光强度提高6倍。通过比较核糖、尿嘧啶等结构类似物，确认尿苷分子整体结构对激活作用至关重要。随后的MIC测试显示，0.5%尿苷可使妥布霉素对大肠杆菌的MIC从1.5 μg/ml降至0.1 μg/ml，且该效应具有AGs特异性。

"尿苷通过增加摄取降低AGs的MIC"章节揭示，尿苷使临床常用AGs（庆大霉素、阿米卡星等）在合成尿液中的杀菌动力学显著加快。值得注意的是，0.031%尿苷（1.27 mM）即达最佳增效浓度，与临床静脉注射尿苷的血浆峰值浓度相当。通过DiBac4染料和pHrodo检测证实，尿苷增效不依赖PMF或胞内pH改变，而是直接增加转运体介导的AGs内流。

在"尿苷诱导快速死亡并限制AG耐药突变选择"部分，时序杀伤实验显示尿苷能完全抑制耐药突变体（如fusA或rplL突变）的出现，而甘露醇处理组20小时后出现明显再生菌落。连续传代实验进一步证明，尿苷使耐药出现延迟至80代，远长于对照组的16代。

临床应用潜力部分展示了尿苷在模拟生理环境中的卓越表现：在合成尿液中，尿苷使AGs对UPEC临床分离株的杀菌效率提升100倍；在人血浆样培养基中，0.031%尿苷使妥布霉素对败血症分离株CFT073的杀菌效果增强10倍；小鼠UTI模型证实，0.5 g/kg尿苷联合低剂量庆大霉素（0.2 mg/kg）可使膀胱细菌载量降低2个数量级。

讨论部分指出，该研究突破性地揭示了AGs通过糖转运体摄取的"特洛伊木马"机制，与传统的PMF依赖途径互为补充。尿苷作为安全的人体代谢物，其临床转化优势显著：既可通过提高AGs摄取降低治疗剂量，减轻耳肾毒性；又能延缓耐药出现，解决复发感染难题。特别是对携带MdfA外排泵的临床耐药株，尿苷仍能恢复AGs敏感性，为多重耐药感染提供了创新解决方案。研究者建议未来可探索尿苷与吸入式AGs联用治疗肺部感染，或开发尿苷前药以提高组织靶向性。这项研究为抗生素增效剂开发提供了新范式，被评价为"对抗耐药性的巧妙进化策略"。