阳离子抗菌肽Bactenecin与绿色合成纳米银颗粒对多重耐药菌的体内抗菌效力比较研究

本研究针对食源性多重耐药菌感染日益严重的公共卫生挑战，探索了阳离子抗菌肽(AMP)Bactenecin和绿色合成纳米银颗粒(AgNPs)两种替代疗法。研究人员通过蜡螟幼虫模型开展体内评价，发现两种制剂均能显著提高感染幼虫存活率、增强免疫反应并降低细菌载量，其中AgNPs在最小杀菌浓度(MBC)和细胞毒性控制方面表现更优，为抗多重耐药菌治疗提供了新的候选方案。

　　

随着全球范围内抗菌素耐药性(AMR)问题的日益严峻，寻找传统抗生素的替代疗法已成为当务之急。特别是在食源性病原体领域，多重耐药(MDR)细菌的出现使得常规治疗效果大打折扣，这对公共卫生构成了严重威胁。在这样的背景下，阳离子抗菌肽(AMPs)和纳米颗粒等新型抗菌剂逐渐受到研究者们的关注。

近期发表在《The Microbe》的一项研究深入探讨了两种有前景的替代疗法——源自牛中性粒细胞的阳离子抗菌肽Bactenecin和绿色合成的银纳米颗粒(AgNPs)，对来自禽肉的多重耐药李斯特菌(Listeria monocytogenes)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抗菌效果。

为了评估这些新型抗菌剂的效力，研究团队采用了创新性的实验方法。他们使用微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)，并选择蜡螟(Galleria mellonella)幼虫作为体内模型，这个模型因其与哺乳动物免疫系统的相似性以及伦理、成本和操作方面的优势而备受青睐。研究人员还进行了半致死剂量(LD₅₀)测定、生存率分析、细菌计数、黑化反应测定、血细胞计数和乳酸脱氢酶(LDH)细胞毒性实验等一系列综合评价。

3.1. MIC和MBC of bactenecin和AgNPs

研究结果显示，Bactenecin对MDR-李斯特菌和MDR-金黄色葡萄球菌的MIC分别为0.5μM和64μM，而对两种菌的MBC均为128μM。相比之下，AgNPs对MDR-李斯特菌的MIC和MBC分别为32μM和64μM，对MDR-金黄色葡萄球菌的MIC和MBC均为64μM。这表明AgNPs具有更强的杀菌能力，特别是在对抗MDR-李斯特菌方面。

3.2. LD50分析

通过测定蜡螟幼虫的半致死剂量，研究人员确定了对两种细菌都适用的感染剂量为1×10⁷ CFU/幼虫，这一剂量被用于后续的体内治疗效果评价。

3.3. 生存 assay

感染实验表明，未经治疗的感染组幼虫存活率显著降低（李斯特菌感染组40%，金黄色葡萄球菌感染组30%），而经过Bactenecin或AgNPs治疗的组别存活率显著提高至70%-80%。特别值得注意的是，在MDR-李斯特菌感染情况下，Bactenecin治疗组的存活率(80%)高于AgNPs组(70%)。

3.4. 蜡螟体内细菌载量测定

两种治疗方法都显著降低了幼虫血淋巴中的细菌数量。对于MDR-李斯特菌感染，细菌数量在24-60小时后明显减少；而对于MDR-金黄色葡萄球菌，减少效果在12小时后就开始显现。

3.5. 血细胞密度定量

研究发现，感染组血细胞数量显著低于治疗组。AgNPs在感染后12小时能引起血细胞数量峰值，而Bactenecin则在24小时达到峰值。这表明两种治疗都能激活幼虫的免疫反应。

3.6. 黑化测定

黑化反应是昆虫免疫的重要指标。研究显示，治疗组的黑化强度显著高于感染对照组，表明Bactenecin和AgNPs都能增强幼虫的免疫反应。

3.7. LDH细胞毒性测定

乳酸脱氢酶(LDH)释放是细胞损伤的标志。感染对照组显示较高的LDH释放，而治疗组则显著降低。AgNPs在36-60小时期间表现出更稳定的细胞毒性控制效果。

研究讨论部分指出，禽肉是李斯特菌和金黄色葡萄球菌的重要 reservoir，这些细菌对抗生素的耐药性日益增强，因此需要寻找新的治疗策略。Bactenecin作为一种短链阳离子抗菌肽，通过破坏微生物膜结构发挥作用；而AgNPs则凭借其纳米级尺寸和大比表面积，能够更有效地与细菌细胞膜相互作用，释放银离子(Ag⁺)引起细菌死亡。

蜡螟幼虫模型为研究抗菌剂体内效果提供了良好平台，其细胞和体液免疫反应与哺乳动物有相似之处。本研究通过该模型证实了两种治疗方法的有效性：它们不仅能直接杀灭细菌，还能调节宿主免疫反应，包括提高血细胞数量、增强黑化反应和降低细胞毒性。

从应用前景来看，AgNPs在最小杀菌浓度、诱导血细胞增殖和稳定降低细胞毒性方面表现更优，且生产成本相对较低；而Bactenecin在提高MDR-李斯特菌感染存活率方面更有优势。然而，两种候选疗法都存在安全性问题：AgNPs可能引起氧化应激、炎症和器官毒性，而AMPs可能引发细胞毒性和促炎效应。

综上所述，这项研究为对抗多重耐药食源性病原体提供了两种有前景的治疗候选方案，同时展示了蜡螟模型在抗菌剂临床前研究中的价值。研究结果支持进一步在更高级的动物模型中进行安全性和有效性评价，为未来临床应用奠定基础。该研究不仅为解决抗菌素耐药性问题提供了新思路，也为新型抗菌剂的开发指明了方向。