亚抑制浓度氨苄青霉素加剧多重耐药大肠杆菌O104:H4毒力的机制研究

本研究揭示多重耐药大肠杆菌O104:H4在亚抑制浓度氨苄青霉素（AMP）暴露下毒力显著增强的现象。通过实验证实AMP可促进细菌转化能力、群游运动性、生物膜形成及毒力基因（如stx2a、fliA等）过度表达（最高达32.2倍），为抗生素滥用导致的耐药菌毒力进化机制提供关键证据，对公共卫生风险预警具有重要启示。

　　

Highlight

亚抑制浓度抗生素对耐药菌毒力调控的影响尚不明确。本研究通过分析氨苄青霉素（AMP）对大肠杆菌O104:H4毒力表型与基因表达的影响，发现其可显著增强细菌转化、运动性及生物膜形成能力，并激活多重毒力基因过度表达。

Effect of AMP-sMBCs on bacterial growth

AMP浓度≥1.02±0.01 mg/mL可抑制耐药大肠杆菌O104:H4生长。0.1与0.3 mg/mL AMP处理24小时后未显著影响活菌数（p>0.05），而0.5 mg/mL使菌落数减少0.44 log₁₀ CFU/mL（p<0.05）。0.7与0.9 mg/mL严重抑制细菌存活，故后续实验选用0.1–0.5 mg/mL浓度。

Discussion

抗生素的持续使用导致近35年来微生物群落演变及耐药菌扩散。β-内酰胺类抗生素耐药性全球蔓延尤为严峻，其机制涉及β-内酰胺酶（如AmpC、TEM-1、CTX-M等）对药物β-内酰胺环的水解作用。尽管早期研究认为亚抑制浓度抗生素可能抑制毒力，本研究证实AMP反而激活了耐药菌的毒力进化路径，包括转化能力提升、运动性与生物膜增强，以及毒力基因（stx2a、fliA、csgA等）和耐药基因（bla_TEM-1）的显著上调。这一发现警示临床与环境中低剂量抗生素暴露可能加剧耐药菌的致病风险。

Conclusion

氨苄青霉素耐药的大肠杆菌O104:H4在亚抑制浓度AMP暴露下通过上调毒力因子表达增强其致病性，揭示了抗生素压力与细菌适应性进化间的复杂互作机制。