穿心莲内酯磺化物抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌及其生物膜的药效及机制

目的探讨穿心莲内酯磺化物(andrographolide sulfonate,AS)抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin resistant staphylococcus aureus,MRSA)及其生物膜(biofilm,BF)的药效及机制。方法采用微量肉汤倍比稀释法测定AS对MRSA的最低抑菌浓度(minimum inhibition concentration,MIC);生长曲线法测定不同浓度AS作用MRSA 24小时内的细菌时间—生长曲线;微孔板法测定不同剂量AS给药对成熟MRSA生物膜(MRSA biofilm,MRSA-BF)活菌量的影响;扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察不同剂量AS对成熟MRSA-BF的形态学变化;通过超高压液相色谱—飞行时间质谱仪法(UPLC-TOF-MS)分析不同剂量AS干预成熟MRSA-BF菌体的内源性代谢物谱特征。结果AS表现出显著的抗MRSA活性,MIC为50 mg/mL;12.5 mg/mL和6.25 mg/mL浓度的AS均可较好地抑制MRSA及其BF的生长,破坏已成熟的膜性结构,且抑制作用呈剂量依赖关系。代谢组学结果提示27个内源性终端代谢物是反映生物膜形成的代谢物,相关的生物通路有苯丙氨酸(phenylalanine,PA)、酪氨酸(tyrosine,Tyr)、色氨酸的生物合成以及牛磺酸和亚牛磺酸代谢;16个内源性终端代谢物是6.25 mg/mL AS干预MRSA-BF的代谢标志物,相关的生物通路为苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成;18个内源性终端代谢物是12.5 mg/mL AS干预MRSA-BF的代谢标志物,通路分析未发现相关的生物通路;11个内源性终端代谢物是反映AS干预MRSA-BF的药效代谢标志物,其相关的生物通路包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、新生霉素的生物合成以及苯丙氨酸的代谢。结论AS对MRSA及其成熟生物膜均有抑制作用,抑制BF的机制与细菌苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、新生霉素的生物合成以及苯丙氨酸的代谢相关。AS可作为临床治疗MRSA-BF感染的潜在有效方案。