Galloylquinic Acid 化合物抗多重耐药铜绿假单胞菌:开启伤口感染治疗新征程

【字体: 时间:2025年04月10日 来源:BMC Microbiology 4

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  为解决多重耐药铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)生物膜感染难题,研究人员开展了 Galloylquinic Acid 化合物(GQAs)抗 P. aeruginosa 临床分离株的研究。结果显示 GQAs 有显著抗菌、抗生物膜和抗群体感应活性,能促进伤口愈合,为治疗生物膜相关伤口感染提供新方向。

  在医疗领域,细菌感染一直是棘手的问题,尤其是多重耐药菌的出现,更是让治疗难上加难。铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)作为一种常见的致病菌,能在免疫功能低下的人体内大量繁殖,形成生物膜。这种生物膜不仅会增强细菌对抗生素的耐药性,还能抵御人体自身的防御机制,使得感染难以治愈。据统计,美国疾病控制与预防中心(CDC)已将多重耐药的 P. aeruginosa 列为严重威胁,每年导致大量感染病例和死亡,医疗费用高昂。
传统抗生素在应对 P. aeruginosa 生物膜感染时效果不佳,高剂量使用又会带来严重副作用。因此,寻找新型、有效的抗菌药物迫在眉睫。

在此背景下,来自埃及坦塔大学药学院微生物学与免疫学系等机构的研究人员开展了一项针对 Galloylquinic Acid 化合物(GQAs)的研究。他们从巴西里约热内卢植物园的 Copaifera lucens 叶子中提取 GQAs,探究其对临床分离的多重耐药 P. aeruginosa 的抗菌、抗生物膜和抗群体感应活性,相关研究成果发表在《BMC Microbiology》上。

研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。首先,通过琼脂扩散法和肉汤微量稀释法测定 GQAs 对 P. aeruginosa 的抗菌活性;采用结晶紫微量滴定板法筛选生物膜形成菌株;利用 XTT 还原法评估 GQAs 对生物膜形成和清除的影响;借助共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)和扫描电子显微镜(SEM)观察生物膜结构变化;运用实时定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)分析群体感应相关基因的表达;还建立了伤口感染大鼠模型,评估 GQAs 在体内的疗效。

研究结果如下:

  1. 抗菌活性:GQAs 对 P. aeruginosa 分离株的抑制圈直径为 25 - 40mm,最低抑菌浓度(MIC)为 1 - 4μg/mL,最低杀菌浓度(MBC)为 2 - 16μg/mL,而头孢吡肟和环丙沙星对测试菌株无活性。
  2. 对细菌生长和生物量的影响:GQAs 能浓度依赖性地降低 P. aeruginosa 的生物量,8μg/mL 的 GQAs 可使细菌生物量最多降低 2 倍。
  3. 对毒力因子和运动性的影响:GQAs 能浓度依赖性地降低鼠李糖脂和绿脓菌素的产量,显著抑制细菌运动性,1/4MIC 和 1/2MIC 的 GQAs 处理后,细菌运动直径明显减小。
  4. 抗生物膜活性:45% 的测试菌株为强生物膜形成菌株,64μg/mL 的 GQAs 可抑制 80% 的生物膜形成(BIC80),128μg/mL 的 GQAs 能清除 80% 的预形成生物膜(BEC80)。
  5. 对生物膜结构和群体感应基因的影响:CLSM 和 SEM 结果显示,GQAs 处理后生物膜厚度显著降低,生物膜结构被破坏,细菌细胞活力下降;qRT-PCR 分析表明,GQAs 能显著下调群体感应相关基因 lasI、lasR、pqsA 和 pqsR 的表达,下调幅度最高可达 89%。
  6. 体内疗效:在伤口感染大鼠模型中,高浓度(128μg/mL)的 GQAs 局部治疗可显著促进伤口愈合,第 6 天伤口闭合率达到 92%(p<0.001),组织病理学检查显示,GQAs 处理组伤口愈合情况明显优于未处理组。

研究结论和讨论部分指出,GQAs 对多重耐药 P. aeruginosa 具有强大的抗菌作用,其多靶点效应使其有望克服传统抗生素的局限性。GQAs 不仅能抑制细菌生长,还能干扰生物膜形成、降低毒力因子产生并调节群体感应系统。然而,GQAs 在人体内的药代动力学、最佳治疗窗口、长期安全性以及对微生物群落的影响等方面仍需进一步研究。但总体而言,这项研究为生物膜相关感染的治疗提供了新的方向,GQAs 有望成为治疗临床多重耐药 P. aeruginosa 感染的新型生物分子。
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