Synergistic antibacterial activity of baicalin in combination with oxacillin sodium against methicillin-resistant Staphylococcus aureus

黄芩苷联合苯唑西林钠对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的协同抗菌活性

来源:FEBS Open Bio 2025, Volume 15, Pages 608–621

《FEBS开放生物》,2025年,第15卷,页码608–621


摘要

本研究探究黄芩苷与苯唑西林钠联用对MRSA USA300的协同抗菌作用。单独使用时二者抗菌效果均较弱,联合使用后分级抑菌浓度指数FICI为0.5,呈现显著协同效应。机制上,黄芩苷可增加细菌细胞壁与细胞膜通透性,促进苯唑西林钠进入菌体发挥杀菌作用;二者联用还可通过减少胞间多糖黏附素PIA生成,显著抑制MRSA生物膜形成。该组合为临床治疗MRSA耐药感染提供新策略。


关键词

黄芩苷;苯唑西林钠;MRSA;协同抗菌;细胞膜通透性;细胞壁;生物膜;PIA


研究目的

明确黄芩苷与苯唑西林钠联用对MRSA的协同抗菌效果,阐明其作用机制,为克服MRSA耐药提供新的联合用药方案。


研究思路

测定黄芩苷、苯唑西林钠单独及联合使用对MRSA的MIC与FICI;通过生长曲线与杀菌动力学验证协同抑菌效果;检测蛋白泄漏、AKP活性评估细胞膜与细胞壁通透性;利用SEM、CLSM观察菌体与生物膜形态;测定PIA含量揭示抗生物膜机制。


研究亮点

1 首次证实黄芩苷+苯唑西林钠对MRSA具有明确协同抗菌活性,FICI=0.5。

2 揭示协同机制:黄芩苷破坏膜通透性,助力苯唑西林钠进入菌体杀菌。

3 联用可显著抑制MRSA生物膜形成并破坏成熟生物膜。

4 能降低抗生素用量,延缓耐药性产生。


可延伸的方向

1 在动物感染模型中验证该组合的体内治疗效果。

2 探究黄芩苷与其他β-内酰胺类抗生素的协同作用。

3 研究联用对MRSA毒力基因与耐药基因表达的影响。

4 开发黄芩苷衍生物以提升协同抗菌效率。

5 探究该组合对其他耐药革兰阳性菌的作用。


测量的数据及研究意义

1 单独与联合MIC及FICI数据(表1),证明黄芩苷可使苯唑西林钠MIC降低4倍,判定为协同作用。

2 生长曲线数据(图1),显示联用可完全抑制MRSA生长,优于单独用药。

3 杀菌动力学数据(图2),证实联用杀菌更快、效果更强,呈时间与剂量依赖性。

4 胞外蛋白泄漏数据(图3A),表明联用显著增加细胞膜通透性。

5 碱性磷酸酶AKP活性数据(图3B),证明联用破坏细胞壁完整性。

6 原生质体MIC数据(表1),说明细胞壁在协同作用中发挥关键作用。

7 SEM形态数据(图4),直观显示联用导致菌体破裂、内容物泄漏。

8 生物膜定量与CLSM数据(图5),证实联用抑制生物膜形成并降解成熟生物膜。

9 PIA含量数据(图6),揭示联用通过减少PIA抑制生物膜。


结论

1 黄芩苷与苯唑西林钠联用对MRSA USA300具有显著协同抗菌活性。

2 协同机制为黄芩苷增加细菌细胞壁与细胞膜通透性,促进苯唑西林钠进入菌体。

3 该组合可强效抑制MRSA生物膜形成并破坏成熟生物膜。

4 联用可降低抗生素用量,有助于延缓MRSA耐药性发展。

5 黄芩苷可作为抗生素增效剂,用于耐药金黄色葡萄球菌感染的联合治疗。


使用芬兰Bioscreen仪器测量数据的研究意义

使用Bioscreen C全自动微生物生长分析仪对MRSA USA300进行24小时连续OD600监测,每2小时读取一次数据,获得高精度、标准化的生长曲线;客观、定量证明单独使用亚抑菌浓度黄芩苷或苯唑西林钠无法抑制细菌生长,而二者联用可完全阻断增殖,为协同抗菌作用提供核心、直观、可重复的表型证据,是判定协同效应的关键实验依据。