紫锥菊苷：对抗铜绿假单胞菌感染的新希望

为解决铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）生物膜感染难题，研究人员探究紫锥菊苷作用，发现其可降 c-di-GMP 水平、增强抗生素活性，有治疗潜力。

　　在微生物的 “江湖” 里，有一种名为铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）的细菌十分嚣张。它擅长形成生物膜，这种由细菌聚集并包裹在自身产生的基质中的群落，与超过 80% 的慢性感染紧密相关。生物膜就像细菌的 “坚固堡垒”，其分泌的胞外聚合物、较低的代谢活性以及独特的微环境，让细菌对抗菌剂和宿主免疫反应的抵抗力大幅增强，使得慢性感染极难被根除。如今，新抗生素的研发速度缓慢，许多现有抗生素对生物膜的治疗效果不佳，寻找增强生物膜对抗生素敏感性的新策略迫在眉睫。

在此背景下，来自根特大学（Laboratory of Pharmaceutical Microbiology, Ghent University）、东华大学（Group of Microbiological Engineering and Biomedical Materials, College of Biological Science and Medical Engineering, Donghua University）等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《npj Biofilms and Microbiomes》上，为对抗铜绿假单胞菌感染带来了新的希望。

研究人员采用了多种关键技术方法。在基因研究方面，运用全基因组测序、RNA 提取和逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）技术，对不同菌株的基因进行分析；通过虚拟筛选和分子对接技术，从大量化合物中筛选出潜在的抑制剂；利用 3-D 肺上皮模型感染试验和小鼠肺部感染试验，评估化合物在体外和体内的治疗效果。

研究结果如下：

1. SiaD 是铜绿假单胞菌聚集的关键：研究人员发现，WspR 在铜绿假单胞菌 PAO1 于合成囊性纤维化痰液（SCFM2）中的非表面附着聚集中并无作用。通过对 32 株临床菌株的研究，他们确定了 SiaD（PA0169）是铜绿假单胞菌在 SCFM2 中自聚集的关键二鸟苷酸环化酶（DGC）。敲除 siaD 基因会显著减小聚集物的尺寸，而补充 siaD 基因则能恢复聚集行为。
2. 紫锥菊苷降低聚集和 c-di-GMP 水平：虚拟筛选显示，紫锥菊苷（Echinacoside）与 SiaD 的活性位点具有较高的结合亲和力。实验表明，紫锥菊苷能降低 PAO1 在 SCFM2 中的自聚集水平和细胞内环二鸟苷酸（c-di-GMP）水平，且这种作用具有浓度依赖性。在较高浓度下，其抑制聚集的效果会消失。
3. 紫锥菊苷增强妥布霉素的活性：紫锥菊苷能够增强妥布霉素（Tobramycin）对铜绿假单胞菌临床分离株形成的聚集物的抗菌活性。在 32 株菌株中，有 27 株在添加紫锥菊苷后，与单独使用妥布霉素相比，细菌数量有额外的下降。这种增强效果在不同菌株中有所差异，对某些菌株的作用更为显著。
4. 紫锥菊苷与妥布霉素的协同作用：在 3-D 人肺泡上皮（A549）细胞模型和小鼠肺部感染模型中，紫锥菊苷与妥布霉素联合使用，表现出协同的抗菌效果。在细胞模型中，联合治疗显著提高了感染细胞的存活率；在小鼠肺部感染模型中，联合治疗使肺部的细菌载量明显降低。

研究结论和讨论部分指出，该研究首次系统地研究了铜绿假单胞菌囊性纤维化（CF）分离株中 c-di-GMP 相关基因的表达谱，确定了 SiaD 作为潜在的药物靶点，并发现了紫锥菊苷对不同模型中铜绿假单胞菌聚集物的抗生素增效活性。基于降低细胞内 c-di-GMP 水平的化合物与抗生素联合使用的疗法，在体内可能具有抗生物膜活性。此外，研究还强调了使用临床相关的生物膜和感染模型进行未来药物研发的重要性。

总的来说，这项研究为治疗铜绿假单胞菌感染提供了新的思路和潜在的治疗方案，紫锥菊苷有望成为辅助治疗铜绿假单胞菌感染的新药物，为众多受慢性感染困扰的患者带来新的曙光。