耐药菌的出现和传播导致全世界范围内由细菌感染引起的发病人数和死亡人数不断增多。2016年,世界卫生组织制定了一份除结核分支杆菌外的耐药菌优先清单,其中较为重要的临床优先级细菌包括耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌以及耐碳青霉烯和三代头孢菌素的肠杆菌科细菌。2008年出现的新德里金属-β-内酰胺酶(New DelhiMetallo-β-lactamase,NDM-1)是一种重要的碳青霉烯酶,可以水解包括碳青霉烯类抗生素在内的绝大部分β-内酰胺类抗生素,导致耐药菌引起的感染难以治疗。研究开发有效的NDM-1酶抑制剂与β-内酰胺类抗生素联用是治疗NDM-1阳性菌感染的有效途径之一。虽然目前临床上已有多种β-内酰胺酶抑制剂投入使用,如克拉维酸、舒巴坦等,但仍没有针对NDM-1的酶抑制剂投入使用。因此,开发新型安全有效的NDM-1酶抑制剂具有十分重要的意义。
去甲泽拉木醛是一种从雷公藤中提取的三萜烯化合物,在雷公藤中的含量较高,具有抗炎、免疫抑制和抗肿瘤活性。去甲泽拉木醛能够显著降低动脉粥样硬化,还可以阻断典型和非典型TGF-β信号通路,抑制三阴性乳腺癌细胞入侵。但并没有去甲泽拉木醛作为抗生素佐剂的报道,因此本研究针对去甲泽拉木醛作为抑制NDM-1活性的美罗培南佐剂展开研究。
本研究通过头孢硝噻吩水解试验,从天然化合物库中筛选获得了一种NDM-1酶抑制剂去甲泽拉木醛,其可有效抑制NDM-1的活性。通过棋盘法最小抑菌浓度试验证明了去甲泽拉木醛与碳青霉烯类抗生素美罗培南有良好的协同抑菌效果,通过生长曲线和杀菌曲线试验证明了去甲泽拉木醛与美罗培南的协同杀菌效果。进一步通过大蜡螟感染模型验证了去甲泽拉木醛可有效增强美罗培南的体内治疗效果。
图为去甲泽拉木醛联合美罗培南对NDM-1临床分离株E.coli ZJ487的生长曲线试验结果
图为去甲泽拉木醛联合美罗培南对NDM-1临床分离株E.coli ZJ487的杀菌曲线试验结果
生长曲线试验
将过夜培养的大肠杆菌E.coli ZJ487转接到新的LB培养基中,待OD600nm至0.1~0.3,分装至50mL离心管中,同时加入不同浓度去甲泽拉木醛使其终浓度为0、8、32、128μg/mL,37℃,180rpm/min连续培养,每隔1h测定其在OD600nm的吸光值,记录并绘制成曲线。
结论:低于128μg/mL的去甲泽拉木醛对大肠杆菌E.coli ZJ487的生长几乎没有影响。
4.杀菌曲线试验
对于大肠杆菌E.coli ZJ487,设置阳性对照、单独美罗培南(4μg/mL)、单独去甲泽拉木醛(64μg/mL)、联合处理组;每组菌量均为5×105
CFUs,37℃静置培养。在0、4、8、12、24h时间点分别取出样品稀释不同倍数涂板,24h后统计菌落数量并记录。
结论:去甲泽拉木醛与美罗培南联合使用可在24h内完全杀灭NDM-1阳性临床分离株E.coli ZJ487。
结论:25mg/kg去甲泽拉木醛联合1mg/kg美罗培南可将美罗培南的保护效果从50%提高至70%,显著高于对照组或单独去甲泽拉木醛治疗。