化合物L007-0069对表皮葡萄球菌的体外和体内抗菌活性及其抗菌机制

摘要

目的:表皮葡萄球菌及其生物膜的耐药性已成为临床工作中的棘手难题，新型抗菌药物的挖掘可为临床相关感染性疾病的治疗提供突破口。本研究探讨新型小分子化合物L007-0069对表皮葡萄球菌的抗菌活性，并进一步阐明其作用机制。方法:通过纸片扩散实验和微量肉汤稀释实验检测L007-0069对表皮葡萄球菌的体外抑菌活性;采用时间-杀菌曲线研究L007-0069对表皮葡萄球菌及其持留菌的杀菌活性;棋盘稀释实验用于评估L007-0069与庆大霉素的联合用药效果;二甲氧唑黄实验用于检测L007-0069对表皮葡萄球菌生物膜的抗菌作用;通过SYTO9/PI双荧光染色观察L007-0069对表皮葡萄球菌生物膜结构的破坏作用;通过Di SC3（5）和SYTOX Green荧光探针检测L007-0069对表皮葡萄球菌细胞膜完整性的破坏作用;最后通过小鼠皮肤脓肿模型，研究L007-0069对表皮葡萄球菌的体内抗菌效果。结果:L007-0069对表皮葡萄球菌RP62A和ATCC 12228的最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度均为4μg·m L^-1，其对临床菌株也具有良好的敏感性。L007-0069具有一定的时间和浓度依赖性杀菌活性;纸片扩散实验提示，与未加药的对照组抑菌圈（0.000±0.000）相比，80μg的L007-0069表现出明显的抑菌圈（9.267±1.201） mm（q=16.631,P<0.000 1），且抑菌圈直径随着L007-0069药量增加而扩大。L007-0069与庆大霉素联用具有协同抗菌活性，其协同抑菌指数为0.5。此外，当L007-0069的浓度为4μg·m L^-1时可显著抑制表皮葡萄球菌生物膜的形成，使570 nm处的吸光度(A₅₇₀)从（0.896±0.167）减少到（0.049±0.019）(q=5.551,P=0.000 4)。同时，4μg·m L^-1的L007-0069还可有效破坏已形成的生物膜，使A₅₇₀从（1.367±0.198）减少到（0.237±0.072）(q=10.03,P<0.000 1)。通过激光共聚焦显微镜观察，L007-0069可显著破坏生物膜的三维结构，使生物膜的总量显著减少。Di SC3（5）荧光探针实验提示L007-0069在1/2×MIC浓度下能够显著提高细菌细胞膜电位的荧光强度。此外，SYTOX Green荧光探针实验结果表明，1/2×MIC浓度的L007-0069能显著增加表皮葡萄球菌的SYTOX Green荧光强度且该效应呈浓度依赖性，进一步验证了其对细胞膜的破坏作用。动物体内模型提示，L007-0069可显著降低脓肿组织活菌载量并降低炎症细胞浸润。结论:L007-0069可通过破坏表皮葡萄球菌细胞膜而发挥体外和体内抗菌作用，有望成为表皮葡萄球菌生物膜相关感染的替代治疗药物。

关键词

L007-0069 / 表皮葡萄球菌 / 持留菌 / 生物膜 / 细胞膜

基金资助

湖南省自然科学基金资助项目(2023JJ30060)