D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素殺菌效果分析

賴澤迎 吳澤源 楊曉樂(lè) 陳雅娟

賴澤迎，吳澤源，楊曉樂(lè)，等.D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素殺菌效果分析［J］.福建農(nóng)業(yè)科技，2023，54（11）：36-43.

收稿日期：2023-09-10

作者簡(jiǎn)介：賴澤迎，男，1997年生，碩士研究生，主要從事細(xì)菌耐藥研究。

*通信作者：陳雅娟，女，1979年生，博士，講師，主要從事細(xì)胞逆境響應(yīng)與代謝調(diào)控研究（E-mail：cyj288@fjnu.edu.cn）。

基金項(xiàng)目：福建省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（2019J01278）。

摘? 要：目前，開發(fā)抗生素佐劑以提高傳統(tǒng)抗生素殺菌效果是解決細(xì)菌耐藥的有效途徑之一。為了尋找新的抗生素佐劑，通過(guò)外源添加D-海藻糖與三大類殺菌抗生素對(duì)大腸桿菌BW25113和金黃色葡萄球菌ATCC25923進(jìn)行殺滅測(cè)試，并通過(guò)在 D-海藻糖與氨基糖苷類抗生素聯(lián)合使用組中外源添加羰基氰化氯苯腙（CCCP），探究D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素潛在的殺菌機(jī)制。結(jié)果顯示D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺滅效果最佳，聯(lián)合殺菌組中外源添加CCCP后，細(xì)菌可恢復(fù)耐受表型。表明D-海藻糖有望作為新的抗生素佐劑，提示其聯(lián)合氨基糖苷類抗生素殺菌的機(jī)制與質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)有關(guān)。

關(guān)鍵詞：D-海藻糖；氨基糖苷類抗生素；大腸桿菌；金黃色葡萄球菌

中圖分類號(hào)：Q 93??? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A??? 文章編號(hào)：0253-2301（2023）11-0036-08

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.11.006

Analysis of the Bactericidal Effect of D-trehalose Combined with Aminoglycoside Antibiotics

LAI Ze-ying， WU Ze-yuan， YANG Xiao-le， CHEN Ya-juan*

（Key Laboratory of Cellular Stress Response and Metabolic Regulation in Fujian Universities/College ofLife Science， Fujian Normal University， Fuzhou， Fujian 350108， China）

Abstract： At present， the development of antibiotic adjuvants to improve the bactericidal effect of traditional antibiotics is one of the effective ways to solve the bacterial resistance. In order to find the new antibiotic adjuvants， the killing tests of Escherichia coli BW25113 and Staphylococcus aureus ATCC25923 were carried out through the exogenous addition of D-trehalose and three major types of bactericidal antibiotics， and the potential bactericidal mechanism of D-trehalose combined with aminoglycoside antibiotics was explored by the exogenous addition of carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone （CCCP） in the combined group of D-trehalose and aminoglycoside antibiotics. The results showed that D-trehalose combined with aminoglycoside antibiotics had the best killing efficacy on Escherichia coli and Staphylococcus aureus. After the exogenous addition of CCCP in the combined sterilization group， the bacteria could restore the tolerance phenotype. It was indicated that D-trehalose was expected to be used as a new antibiotic adjuvant， suggesting that the antibacterial mechanism of D-trehalose combined with aminoglycoside antibiotics was related to the proton motive force.Key words： D-trehalose； Aminoglycoside antibiotics； Escherichia coli； Staphylococcus aureus

自1928 年，Alexander Fleming 發(fā)現(xiàn)了青霉素這一真正意義上的抗生素至今已有了將近百年的時(shí)間［1］。人類將抗生素廣泛運(yùn)用于農(nóng)林牧漁醫(yī)各個(gè)領(lǐng)域。然而，隨著抗生素的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了耐藥基因與耐藥細(xì)菌的快速出現(xiàn)［2］。細(xì)菌在抵御抗生素侵襲時(shí)已經(jīng)進(jìn)化出了多種耐藥機(jī)制。如細(xì)菌可通過(guò)主動(dòng)外排［3］、產(chǎn)生鈍化酶［4］、降低細(xì)胞外膜的通透性［5］、對(duì)抗生素殺菌的靶點(diǎn)進(jìn)行修飾［6］等方法以抵抗抗生素的殺傷作用。為了解決細(xì)菌耐藥問(wèn)題，人類致力于開發(fā)新型抗生素和探索新的抗菌靶點(diǎn)。但是新型抗生素開發(fā)困難，研發(fā)周期長(zhǎng)且成本高［7］。目前尋找抗生素佐劑以提高現(xiàn)有的傳統(tǒng)抗生素的療效是最主流的解決細(xì)菌耐藥的方法之一。

在尋找抗生素佐劑的過(guò)程中，研究中者們發(fā)現(xiàn)了一些理想的抗菌佐劑。有研究發(fā)現(xiàn)葡萄糖與氨基糖苷類抗生素聯(lián)合使用可很好地清除大腸桿菌的生物膜［8］。Hazel Gibson和Ayesha Rahman團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)了利用酸性氨基酸與環(huán)丙沙星聯(lián)合用可有效地阻止金黃色葡萄球菌生物膜的形成［9］。此外，一些醇類、吲哚以及抗菌肽等代謝物也被報(bào)道可輔助氨基糖苷類抗生素殺滅致病性大腸桿菌［10-15］。與單獨(dú)使用抗生素進(jìn)行殺菌相比，外源添加佐劑殺菌的效果更優(yōu)。因此，開發(fā)一系列抗生素佐劑對(duì)控制細(xì)菌耐藥是種有效的手段之一。

本研究借鑒前人經(jīng)驗(yàn)聚焦于與葡萄糖結(jié)構(gòu)相類似的D-海藻糖上，對(duì)D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素殺菌效果進(jìn)行分析，以期將D-海藻糖作為新的抗生素佐劑。本研究通過(guò)外源添加D-海藻糖與三大類殺菌抗生素對(duì)大腸桿菌BW25113和金黃色葡萄球菌ATCC25923進(jìn)行殺滅測(cè)試，確定與D-海藻糖聯(lián)用具有最佳殺菌效果的抗生素，并利用不同培養(yǎng)基對(duì)D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素進(jìn)行殺菌測(cè)試，評(píng)估D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素在不同環(huán)境之中的殺菌效果，最后通過(guò)在 D-海藻糖與氨基糖苷類抗生素聯(lián)合使用組中外源添加羰基氰化氯苯腙（CCCP），探究D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素潛在的殺菌機(jī)制。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)材料

以大腸桿菌模式菌株BW25113和金黃色葡萄球菌ATCC25923為試驗(yàn)材料。氨基糖苷類抗生素：慶大霉素（Gentamycin，Genta）、鏈霉素（Streptomycin，Strep）、妥布霉素（Tobramycin，Tob）。喹諾酮類抗生素：氧氟沙星（Ofloxacin，Ofl）、環(huán)丙沙星（Ciprofloxacin，Cip）。β-內(nèi)酰胺類抗生素：羧芐青霉素（Carbenicillin，Car）、氨芐青霉素（Ampicillin，Amp）。

培養(yǎng)基、緩沖液及化學(xué)試劑：LB培養(yǎng)基（Luria-Bertani）、M9培養(yǎng)基、0.01 mol·L-1磷酸鹽緩沖液（PBS）、0.9%生理鹽水、1 mol·L-1 D-海藻糖（D-Trehalose）溶液以及羰基氰化氯苯腙（CCCP）溶液。

1.2? 試驗(yàn)方法

1.2.1? 菌種活化與稀釋滴板方法? 取于-80℃存放的菌種按1∶100比例加入到1 mL的新鮮 LB液體培養(yǎng)基，于37℃搖床中過(guò)夜培養(yǎng)。取過(guò)夜活化好的菌液按1∶500比例接種于20 mL的新鮮LB培養(yǎng)基中，于37℃搖床中孵育24 h至平臺(tái)期。

取經(jīng)不同試驗(yàn)條件處理的50 μL平臺(tái)期的菌液至1.5 mL EP管中，13000 r·min-1，離心2 min去除上清，再用100 μL PBS緩沖液重懸菌體，洗滌2次，最后加入50 μL PBS緩沖液重懸菌體，使其與原菌液體系相同。隨后將菌懸液用 PBS緩沖液依次進(jìn)行10倍梯度稀釋，最后取4 μL稀釋完的菌液滴于固體LB平板上。自然風(fēng)干后，于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12 h，觀察平板上存活的菌落數(shù)。

1.2.2? D-海藻糖聯(lián)合慶大霉素殺滅平臺(tái)期細(xì)菌的效果測(cè)試? 取4根干凈的搖菌管，分別編號(hào)1～4，再依次加入500 μL的平臺(tái)期大腸桿菌菌液。1號(hào)管為空白對(duì)照組，2號(hào)管加入D-海藻糖（10 mmol· L-1），3號(hào)管加入慶大霉素（30 μg·mL-1），4號(hào)管為D-海藻糖和慶大霉素雙處理組。最后將上述4個(gè)搖菌管放于37℃搖床中，220 r·min-1，處理3 h。

金黃色葡萄球菌試驗(yàn)組的D-海藻糖濃度設(shè)置為30 mmol·L-1，慶大霉素濃度設(shè)置為100 μg·mL-1。同樣取平臺(tái)期金黃色葡萄球菌菌液500 μL分別加入4個(gè)搖菌管中，分別編號(hào)5～8。其中5號(hào)管為空白對(duì)照組，6號(hào)管加入D-海藻糖（30 mmol·L-1），7號(hào)管加入慶大霉素（100 μg·mL-1），8號(hào)管為D-海藻糖和慶大霉素雙處理組。最后將上述4個(gè)搖菌管放于37℃搖床中，220 r·min-1，處理3 h。

1.2.3? D-海藻糖聯(lián)合慶大霉素殺滅平臺(tái)期大腸桿菌的濃度梯度測(cè)試? 取10根干凈的搖菌管，分別編號(hào)1～10，再依次加入500 μL的平臺(tái)期大腸桿菌菌液。1號(hào)管為空白對(duì)照組，2～5號(hào)管為海藻糖單處理組，依次設(shè)置海藻糖濃度為10、30、50、80 mmol·L-1，6號(hào)管為慶大霉素單處理組，加入慶大霉素（30 μg·mL-1），7～10號(hào)管為D-海藻糖和慶大霉素雙處理組，按照預(yù)定的濃度順序添加D-海藻糖，然后在每個(gè)管中額外添加慶大霉素（30 μg·mL-1）。最后將上述10個(gè)搖菌管放于37℃搖床中，220 r·min-1，處理3 h。

1.2.4? D-海藻糖聯(lián)合慶大霉素殺滅平臺(tái)期金黃色葡萄球菌的濃度梯度測(cè)試? 取14根干凈的搖菌管，分別編號(hào)1～14，再依次加入500 μL的平臺(tái)期金黃色葡萄球菌菌液。1號(hào)管為空白對(duì)照組，2～7號(hào)管為海藻糖單處理組，依次設(shè)置海藻糖濃度為1、10、30、50、80、100 mmol· L-1，8號(hào)管為慶大霉素單處理組，加入慶大霉素（100 μg·mL-1），9～14號(hào)管為D-海藻糖和慶大霉素雙處理組，按照預(yù)定的濃度順序添加D-海藻糖，然后在每個(gè)管中額外添加慶大霉素（100 μg·mL-1）。最后將上述14個(gè)搖菌管放于37℃搖床中，220 r·min-1，處理3 h。

1.2.5? D-海藻糖聯(lián)合殺菌型抗生素殺滅平臺(tái)期細(xì)菌效果測(cè)試? 取16根干凈的搖菌管，分別編號(hào)1～16，再依次加入500 μL的平臺(tái)期大腸桿菌菌液。1號(hào)管為空白對(duì)照組，2～7號(hào)管為抗生素單處理組，分別加入妥布霉素（50 μg·mL-1）、慶大霉素（30 μg·mL-1）、鏈霉素（200 μg·mL-1）、環(huán)丙沙星（10 μg·mL-1）、氧氟沙星（10 μg·mL-1）、氨芐青霉素（200 μg·mL-1）、羧芐青霉素（200 μg·mL-1），8號(hào)管加入D-海藻糖（10 mmol·L-1），9～16號(hào)管為D-海藻糖和抗生素雙處理組，按照預(yù)定的濃度順序添加抗生素，然后在每個(gè)管中額外添加D-海藻糖（10 mmol·L-1）。最后將上述16個(gè)搖菌管放于37℃搖床中，220 r·min-1，處理3 h。

金黃色葡萄球菌試驗(yàn)組，同樣取16根干凈的搖菌管，分別編號(hào)1～16，再依次加入500 μL的平臺(tái)期金黃色葡萄球菌菌液。1號(hào)管為空白對(duì)照組，2～7號(hào)管為抗生素單處理組，分別加入鏈霉素（200 μg·mL-1）、慶大霉素（100 μg·mL-1）、妥布霉素（200 μg·mL-1）、環(huán)丙沙星（10 μg·mL-1）、氧氟沙星（10 μg·mL-1）、氨芐青霉素（200 μg·mL-1）、羧芐青霉素（200 μg·mL-1），8號(hào)管加入D-海藻糖（30 mmol· L-1），9～16號(hào)管為D-海藻糖和抗生素雙處理組，按照預(yù)定的濃度順序添加抗生素，然后在每個(gè)管中額外添加D-海藻糖（30 mmol·L-1）。最后將上述16個(gè)搖菌管放于37℃搖床中，220 r·min-1，處理3 h。

1.2.6? 不同培養(yǎng)基中D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素殺滅平臺(tái)期細(xì)菌效果測(cè)試? 取平臺(tái)期大腸桿菌菌液500 μL分別加入8個(gè)1.5 mL EP管中，13000 r·min-1，離心2分鐘，去除上清，將菌體用500 μL的PBS緩沖液懸浮，進(jìn)行兩次洗滌。最后，再次用500 μL的PBS緩沖液懸浮菌體，以還原至原始菌液的體系。再將菌液分別轉(zhuǎn)移至8個(gè)搖菌管中。1號(hào)管為空白對(duì)照組，2～4號(hào)管為抗生素單處理組，分別加入鏈霉素（200 μg·mL-1）、慶大霉素（30 μg·mL-1）、妥布霉素（50 μg·mL-1），5號(hào)管加入D-海藻糖（10 mmol·L-1），6～8號(hào)管為D-海藻糖和抗生素雙處理組，按照預(yù)定的濃度順序添加抗生素，然后在每個(gè)管中額外添加D-海藻糖（10 mmol· L-1）。最后將上述8個(gè)搖菌管放于37℃搖床中，220 r·min-1，處理3 h。

金黃色葡萄球菌試驗(yàn)組，取平臺(tái)期金黃色葡萄球菌菌液500 μL分別加入8個(gè)1.5 mL EP管中，13000 r·min-1，離心2 min，去除上清，將菌體用500 μL的PBS緩沖液懸浮，進(jìn)行兩次洗滌。最后，再次用500 μL的PBS緩沖液懸浮菌體，以還原至原始菌液的體系。再將菌液分別轉(zhuǎn)移至8個(gè)搖菌管中。1號(hào)管為空白對(duì)照組，2～4號(hào)管為抗生素單處理組，分別加入鏈霉素（200 μg·mL-1）、慶大霉素（100 μg·mL-1）、妥布霉素（200 μg·mL-1），5號(hào)管加入D-海藻糖（30 mmol·L-1），6～8號(hào)管為D-海藻糖和抗生素雙處理組，按照預(yù)定的濃度順序添加抗生素，然后在每個(gè)管中額外添加D-海藻糖（30 mmol·L-1）。最后將上述8個(gè)搖菌管放于37℃搖床中，220 r·min-1，處理3 h。

1.2.7? 羰基氰化氯苯腙對(duì)D-海藻糖聯(lián)合抗生素殺菌影響? 取15根干凈的搖菌管，分別編號(hào)1～15，再依次加入500 μL的平臺(tái)期金黃色葡萄球菌菌液。1號(hào)管為空白對(duì)照組，2～6號(hào)管為單處理組，依次分別加入D-海藻糖（30 mmol· L-1）、妥布霉素（200 μg·mL-1）、鏈霉素（200 μg·mL-1）、慶大霉素（100 μg·mL-1）、CCCP（20 μmol·mL-1），7～9號(hào)管為D-海藻糖和抗生素雙處理組，按照預(yù)定的濃度順序添加抗生素，然后在每個(gè)管中額外添加D-海藻糖（30 mmol·L-1），10～12號(hào)管為抗生素與CCCP雙處理組，按照預(yù)定的濃度順序添加抗生素，然后在每個(gè)管中額外添加CCCP（20 μmol·mL-1）。13～15號(hào)管為抗生素、CCCP與D-海藻糖三處理組，按照預(yù)定的濃度順序添加抗生素，然后在每個(gè)管中額外添加CCCP（20 μmol·mL-1）和D-海藻糖（30 mmol·L-1）。最后將上述15個(gè)搖菌管放于37℃搖床中，220 r·min-1，處理3 h。

2? 結(jié)果與分析

2.1? D-海藻糖聯(lián)合慶大霉素殺滅平臺(tái)期細(xì)菌的效果測(cè)試

由圖1A可知，慶大霉素（30 μg·mL-1）單處理組、D-海藻糖（10 mmol·L-1）單處理組在

殺滅大腸桿菌的效果上與空白對(duì)照組相比無(wú)顯著差異。而D-海藻糖與慶大霉素雙處理組的殺菌效果與慶大霉素單處理組相比增強(qiáng)了約3個(gè)數(shù)量級(jí)?？梢奃-海藻糖聯(lián)合慶大霉素殺菌效果更佳。

由圖1B可知，慶大霉素（100 μg·mL-1）單處理組、D-海藻糖（30 mmol·L-1）單處理組在殺滅金黃色葡萄球菌的效果上與空白對(duì)照組相比無(wú)顯著差異。D-海藻糖和慶大霉素的聯(lián)合處理組，在殺滅金黃色葡萄球菌的效果上相較于僅使用慶大霉素的處理組提高了大約3個(gè)數(shù)量級(jí)。證明D-海藻糖聯(lián)合慶大霉素可很好殺滅平臺(tái)期金黃色葡萄球菌。綜上所述，D-海藻糖聯(lián)合慶大霉素既可以殺滅革蘭氏陰性菌又可以殺滅革蘭氏陽(yáng)性菌。

2.2? D-海藻糖聯(lián)合慶大霉素殺滅平臺(tái)期細(xì)菌的濃度梯度測(cè)試

由圖2 A可知，在0～80 mmol·mL-1的濃度范圍內(nèi)，D-海藻糖的單獨(dú)處理未觀察到顯著的抗菌效果，而D-海藻糖與慶大霉素雙處理中，D-海藻糖在濃度為10 mmol·mL-1時(shí)開始顯示出與慶大霉素相輔相成的殺菌效果，但與濃度為30 mmol·mL-1時(shí)的殺菌效果相比，二者之間無(wú)顯著差異。所以，后續(xù)試驗(yàn)將D-海藻糖濃度定為10 mmol·mL-1與抗生素聯(lián)合去殺滅大腸桿菌。

由圖2 B可知，在濃度范圍從0～100 mmol·mL-1的梯度內(nèi)，D-海藻糖的單獨(dú)處理未觀察到顯著的抗菌效果。然而，在D-海藻糖與慶大霉素聯(lián)合處理中，即使在極低的濃度1 mmol·mL-1下，也觀察到了其輔助慶大霉素殺菌的現(xiàn)象，而當(dāng)D-海藻糖濃度達(dá)到30 mmol·mL-1殺菌效果是最佳的。因此，后續(xù)研究將D-海藻糖濃度定為30 mmol·mL-1與抗生素聯(lián)合去殺滅金黃色葡萄球菌。

2.3 ?D-海藻糖聯(lián)合殺菌型抗生素殺滅平臺(tái)期細(xì)菌效果測(cè)試

由圖3A和圖3B可知，D-海藻糖與妥布霉素、慶大霉素和鏈霉素這3種氨基糖苷類抗生素聯(lián)合使用對(duì)平臺(tái)期的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺滅表現(xiàn)出顯著的效果。然而，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，在D-海藻糖與環(huán)丙沙星以及氧氟沙星這兩種喹諾酮類抗生素的聯(lián)合處理中，并未觀察到在輔助殺菌效果方面存在顯著性差異。D-海藻糖與氨芐西林和羧芐青霉素這2種β-內(nèi)酰胺類抗生素聯(lián)合使用對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺滅也沒(méi)有表現(xiàn)出顯著的差異。所以，D-海藻糖只有與氨基糖苷類抗生素聯(lián)合使用才具有輔助殺菌的功能。

2.4? 不同培養(yǎng)基中D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素殺滅平臺(tái)期細(xì)菌效果測(cè)試

由圖4A～C可知，D-海藻糖分別與妥布霉素、慶大霉素和鏈霉素聯(lián)合使用在M9、PBS和Nacl等培養(yǎng)基中對(duì)大腸桿菌殺菌效果效果明顯，組間差異極顯著（P<0.0001）。由圖4D～4E可知，在M9和PBS培養(yǎng)基中D-海藻糖輔助3種氨基糖苷類抗生素殺滅金黃色葡萄球菌效果顯著。但于Nacl培養(yǎng)基中，D-海藻糖聯(lián)合妥布霉素殺菌效果明顯。而當(dāng)D-海藻糖和慶大霉素、鏈霉素聯(lián)用之時(shí)，D-海藻糖均無(wú)輔助殺菌的效果。D-海藻糖聯(lián)合氨基糖苷類抗生素在不同培養(yǎng)基中的殺菌效果不同可能是由不同培養(yǎng)基的離子濃度不同導(dǎo)致的。此外，D-海藻糖聯(lián)合妥布霉素在不同的培養(yǎng)基當(dāng)中殺菌效果都較好。因此，在臨床應(yīng)用時(shí)可多考慮使用妥布霉素與D-海藻糖聯(lián)用殺菌。

2.5? 羰基氰化氯苯腙對(duì)D-海藻糖聯(lián)合抗生素殺菌影響

圖5C結(jié)果顯示CCCP與抗生素雙處理可以很好地殺滅金黃色葡萄球菌，這與李中燕等人發(fā)現(xiàn)CCCP聯(lián)合氨基糖苷類抗生素可以很好地殺滅多種病原菌結(jié)果相符合［16］。由5圖D可知，在D-海藻糖與抗生素雙處理組之中外源添加CCCP，細(xì)菌可恢復(fù)耐受表型。由此可以猜測(cè)，D-海藻糖促進(jìn)氨基糖苷類抗生素殺菌可能是由于D-海藻糖提升了細(xì)菌體內(nèi)的質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)（PMF），從而促進(jìn)了細(xì)菌對(duì)抗生素的攝取而造成細(xì)菌的死亡。

3? 結(jié)論與討論

隨著時(shí)間的推移，全球范圍內(nèi)抗生素應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，細(xì)菌對(duì)于抗生素的耐藥性也越來(lái)越強(qiáng)，細(xì)菌耐藥危機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)［17］。細(xì)菌耐藥不僅對(duì)農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，也對(duì)人類的生命健康構(gòu)成了巨大的威脅。細(xì)菌感染會(huì)不斷地增加國(guó)家醫(yī)療支出，對(duì)國(guó)家和民眾造成很大的負(fù)擔(dān)。這也會(huì)造成不發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)貧富差距進(jìn)一步拉大［18］。目前世界各國(guó)科學(xué)家都在積極尋找有效殺滅和抑制耐藥菌的策略。其中最有效且實(shí)用的策略便是尋找抗生素增效劑，增強(qiáng)傳統(tǒng)抗生素的殺菌效果。

本研究通過(guò)一系列試驗(yàn)證實(shí)了聯(lián)合使用D-海藻糖和氨基糖苷類抗生素可以有效消滅平臺(tái)期大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。而且發(fā)現(xiàn)在不同培養(yǎng)基中D-海藻糖聯(lián)合妥布霉素的殺菌效果均良好。此外，在 D-海藻糖與氨基糖苷類抗生素聯(lián)合使用組中外源添加CCCP，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌可以恢復(fù)耐受表型。此試驗(yàn)結(jié)果提示，D-海藻糖促進(jìn)氨基糖苷類抗生素殺菌可能是由于D-海藻糖提升了細(xì)菌體內(nèi)的PMF，從而促進(jìn)了細(xì)菌對(duì)抗生素的攝取而造成細(xì)菌的死亡。至于D-海藻糖是否還可以通過(guò)其他途徑增強(qiáng)氨基糖苷類抗生素殺菌，后續(xù)還需對(duì)其殺菌機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

本研究所使用的D-海藻糖是一種生物代謝物。許多生物代謝物都是無(wú)毒無(wú)害的，本實(shí)驗(yàn)室致力于對(duì)生物代謝物抗菌這方面的研究，期望尋找到一些新的、有效的抗菌代謝物并進(jìn)行大量生產(chǎn)應(yīng)用于醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及食品等領(lǐng)域，切實(shí)地解決細(xì)菌耐藥難題。

參考文獻(xiàn)：

［1］R H.New light on the history of penicillin［J］.Med Hist， 1982， 26： 1-24.

［2］WRIGHT G D.Antibiotic resistance in the environment： a link to the clinic？［J］.Curr Opin Microbiol， 2010， 13（5）： 589-594.

［3］LI X Z， PLESIAT P， NIKAIDO H.The challenge of efflux-mediated antibiotic resistance in Gram-negative bacteria［J］.Clin Microbiol Rev， 2015， 28（2）： 337-418.

［4］DE ANGELIS G， DEL GIACOMO P， POSTERARO B， et al.Molecular Mechanisms， Epidemiology， and Clinical Importance of β-Lactam Resistance in Enterobacteriaceae［J］.International Journal of Molecular Sciences， 2020， 21（14）：5090.

［5］CUI L M H， KUWAHARA-ARAI K.Contribution of a thickened cell wall and its glutamine nonamidated component to the vancomycin resistance expressed by Staphylococcus aureus Mu50［J］.Antimicrobial Agents and Chemotherapy， 2000， 44：2276-2285.

［6］ZAPUN A， CONTRERAS-MARTEL C， VERNET T.Penicillin-binding proteins and beta-lactam resistance［J］.FEMS Microbiol Rev， 2008， 32（2）： 361-385.

［7］BHARDWAJ S， MEHRA P， DHANJAL D S， et al.Antibiotics and Antibiotic Resistance-Flipsides of the Same Coin［J］.Current pharmaceutical design， 2022，28：2312-2329.

［8］ALLISON K R， BRYNILDSEN M P， COLLINS J J.Metabolite-enabled eradication of bacterial persisters by aminoglycosides［J］.Nature， 2011， 473（7346）： 216-220.

［9］WARRAICH A A， MOHAMMED A R， PERRIE Y， et al.Evaluation of anti-biofilm activity of acidic amino acids and synergy with ciprofloxacin on Staphylococcus aureus biofilms［J］.Sci Rep， 2020， 10（1）： 9021.

［10］馮荊城，莊彬彬，李中燕，等.1，2-丁二醇輔助氨基糖苷類抗生素殺滅大腸桿菌效果分析［J］.福建農(nóng)業(yè)科技， 2022， 53（7）： 27-34.

［11］石舒婷，王妍.細(xì)胞穿透肽增強(qiáng)氨基糖苷類抗生素殺菌作用的方法［J］.福建農(nóng)業(yè)科技， 2022， 53（1）： 12-17.

［12］LV B， BIAN M， HUANG X， et al.n-Butanol Potentiates Subinhibitory Aminoglycosides against Bacterial Persisters and Multidrug-Resistant MRSA by Rapidly Enhancing Antibiotic Uptake［J］.ACS Infect Dis， 2022， 8（2）： 373-386.

［13］SUN F， BIAN M， LI Z， et al.5-Methylindole Potentiates Aminoglycoside Against Gram-Positive Bacteria Including Staphylococcus aureus Persisters Under Hypoionic Conditions［J］.Front Cell Infect Microbiol， 2020， 10： 84.

［14］卞蒙蒙.正丁醇/甘油增強(qiáng)氨基糖苷類抗生素殺滅耐受菌及其機(jī)制研究［D］.福州：福建師范大學(xué)， 2021.

［15］孫鳳琪.吲哚及其衍生物配合氨基糖苷類抗生素殺滅革蘭氏陽(yáng)性菌［D］.福州：福建師范大學(xué)， 2021.

［16］LI Z， WU L， HUANG Z， et al.CCCP Facilitates Aminoglycoside to Kill Late Stationary-Phase Escherichia coli by Elevating Hydroxyl Radical［J］.ACS Infect Dis， 2023， 9（4）： 801-814.

［17］HUTCHINGS M I， TRUMAN A W， WILKINSON B.Antibiotics： past， present and future［J］.Curr Opin Microbiol， 2019， 51： 72-80.

［18］AHMAD M， KHAN A U.Global economic impact of antibiotic resistance： A review［J］.J Glob Antimicrob Resist， 2019， 19： 313-316.

（責(zé)任編輯：柯文輝）