《Microbial Pathogenesis》：Discovery of Eucalyptus essential oil as a novel colistin adjuvant eradicate multidrug-resistant Gram-negative bacteria
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本研究通过 checkerboard 测试、时间-杀菌分析等实验，发现桉叶精油（EEO）可显著增强多黏菌素（colistin）对携带 mcr-1 基因的鼠伤寒沙门氏菌（S. Typhimurium HYM2）的抗菌效果，MIC 值从 8 μg/mL 降至 1 μg/mL，FICI 值为 0.375。机制研究表明，EEO 通过扰乱细菌铁稳态，诱导细胞内铁离子蓄积，触发芬顿反应增强氧化应激，最终协同 colistin 杀死细菌。体内实验证实其协同抗炎及杀菌作用。
裴玉珠|齐凯格|周玉桐|徐磊|王建峰|邓旭明|丁琳琳|邓艳红
中国吉林大学动物传染病研究所、教育部动物传染病重点实验室、兽医学院，长春130062
摘要
多重耐药（MDR）革兰氏阴性菌由于其多重耐药机制而构成重大的公共卫生风险。发现新型抗生素佐剂以对抗临床超级细菌是应对抗生素耐药性危机的紧迫任务。本研究通过棋盘实验、时间杀灭分析、纸片扩散试验、生物膜抑制试验和显微镜检查发现，桉树精油（EEO）是一种有效的多粘菌素活性增强剂。机制分析进一步表明，EEO下调了与铁稳态相关的细菌基因，导致细胞内亚铁积累。这种不平衡通过芬顿反应加剧了氧化应激，最终加速了细菌的损伤和死亡。EEO与多粘菌素的协同作用在鼠源沙门氏菌（S. Typhimurium HYM2）感染模型中得到了验证。研究表明，EEO增强了多粘菌素的抗菌、抗感染和抗炎作用，表现为更强的细菌清除能力和减轻炎症的能力。我们的发现表明EEO是一种有前景的多粘菌素佐剂候选物，为根除多重耐药革兰氏阴性菌感染提供了有力策略。
引言
像S. Typhimurium、Klebsiella pneumoniae和Escherichia coli这样的革兰氏阴性病原体由于其毒力和耐药性而在医疗环境中引起了严重关注。抗生素的广泛使用是缓解这些细菌对全球食品安全和医疗基础设施威胁的关键策略[1]。多粘菌素是一种强效的抗菌肽，被认为是治疗由革兰氏阴性病原体引起的感染的最后手段之一[2]。然而，多粘菌素的广泛使用不可避免地会产生选择压力，使细菌种群获得增强生存能力的突变。这一现象加速了多重耐药病原体的传播。世界卫生组织（WHO）报告称，每年约有70万人死于抗生素耐药菌引起的感染[3]。因此，迫切需要开发替代策略来应对日益严重的抗生素耐药性威胁[4]。考虑到临床效益和经济因素，联合疗法成为恢复现有抗生素效果的一种可行方案。
精油是从植物中提取的挥发性化合物，作为抗生素的潜在佐剂受到了关注[5]。这些复杂的天然物质通过多种机制发挥作用，包括破坏细菌膜、抑制毒力因子的产生和诱导氧化应激[6],[7]。许多精油已被监管机构认定为“普遍认可的安全物质”（GRAS），表明它们可以在适当剂量下安全使用[8]。这些发现表明，植物来源的精油有可能作为增强多粘菌素效果的潜在组合伙伴。桉树精油（EEO）来自不同的桉树属物种，具有多种药理作用，包括抗炎、抗寄生虫、抗病毒、抗氧化和抗糖尿病作用[9],[10]。然而，目前的研究尚未提供确凿证据表明EEO能够恢复耐药S. Typhimurium对多粘菌素的敏感性。
本研究表明，EEO与多粘菌素协同作用，对多种多重耐药革兰氏阴性菌表现出强大的杀菌活性，无论是否携带基因。特别是在S. Typhimurium HYM2中，EEO破坏了铁稳态，削弱了细菌的氧化防御系统，并促进了氧化应激诱导的细胞死亡。此外，在体内联合使用桉树精油和多粘菌素显著提高了对S. Typhimurium HYM2感染的保护作用。这些发现共同表明EEO是一种有前景的多粘菌素佐剂，并突显了其作为治疗多重耐药细菌感染的新治疗策略的潜力。
实验方法
MIC测定
根据临床和实验室标准协会的指南，采用标准肉汤稀释法测定MIC。将EEO和多粘菌素稀释在Mueller–Hinton（MH）肉汤中，并分配到96孔板中。每行中EEO的浓度保持不变，而多粘菌素的浓度在列间变化；相反，在每列中EEO的浓度变化，而多粘菌素的浓度保持不变。在这两种情况下，每种
EEO与多粘菌素对革兰氏阴性菌的协同作用
为了评估EEO与多粘菌素之间的潜在协同作用，使用携带耐药基因的S. Typhimurium HYM2进行了棋盘稀释实验（图1A）。结果表明，EEO显著增强了多粘菌素对S. Typhimurium HYM2的杀菌效果，MIC从8 μg/mL降至1 μg/mL，减少了8倍，FICI为0.375（图1B）。为了确定这种效果是否适用于其他阳性菌株，还研究了K. pneumoniae
讨论
抗菌耐药性的日益普遍正在削弱越来越多抗生素的有效性，这对全球公共卫生构成了紧迫的挑战[26]。耐药病原体不仅威胁人类和动物的健康，还带来了巨大的经济负担。鉴于开发新药物的巨大成本和风险，重新利用现有药物的联合疗法是一种实用且经济的策略来对抗抗菌耐药性[27]
作者贡献声明
周玉桐：验证。齐凯格：验证、方法学。王建峰：监督、资金获取、概念构思。徐磊：监督、项目管理、概念构思。丁琳琳：写作——审稿与编辑、可视化。邓旭明：监督、资源获取、资金获取。邓艳红：资金获取、概念构思。裴玉珠：写作——初稿撰写、可视化
资助
本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFD1800903）和国家自然科学基金（项目编号U22A20523）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。
