Phytomedicine | 刘晓晔团队揭示槲皮素作为替加环素佐剂逆转多重耐药鲍曼不动杆菌感染的双重增效机制

鲍曼不动杆菌（ Acinetobacter baumannii ）是一种广泛分布于医院环境的革兰氏阴性条件致病菌，因其出色的环境存活能力和耐药基因获取能力，被 WHO 在 2024 年更新的优先病原体清单中继续列为 “ 关键优先级 ” —— 该清单中的最高威胁等级。据全球疾病负担研究估计， 2019 年鲍曼不动杆菌感染直接导致约 32.6 万人死亡，其中 90% 与耐药性相关。 替加环 素（ Tigecycline , TGC ）作为甘 氨酰环素类 抗菌药物，通过结合细菌 30S 核糖体亚基阻断氨基酰 - tRNA 进入核糖体 A 位点抑制蛋白质合成，是目前治疗多重耐药鲍曼不动杆菌感染的 “ 最后防线 ” 药物之一。然而，鲍曼不动杆菌已主要通过 过 表达 AdeABC 等 RND 家族外排 泵对替加环素产生 耐药性 —— 这些外排泵如同细菌的 “ 排水系统 ” ，主动将进入菌体内的 替加环素 排出胞外，大幅降低药物的有效浓度。一旦 替加环素 失效，临床将面临 “ 无药可用 ” 的严峻局面。

天然产物因其多靶点、 多机制 协同作用的特点，被视为抗生素增效剂的重要来源。 槲 皮素（ Quercetin, Q u ）是一种广泛存在于茶、洋葱、苹果等植物中的黄酮类化合物，既往研究已证实其具有破坏细菌细胞膜完整性、抑制脂肪酸合成等多种抗菌活性。然而， 槲 皮 素能否作为替加环素 佐剂有效逆转多重耐药鲍曼不动杆菌的耐药性及其增效机制如何，此前尚不清楚。

近日， 北京农学院动物科学技术学院刘晓晔副教授团队 在 天然药物领域 期刊Phytomedicine发表了 题为Quercetin astigecyclineadjuvant reverses multidrug-resistantAcinetobacterbaumanniiinfection的研究论文 。该研究以槲皮素为替加环素佐剂，系统揭示了其通过破坏细胞膜和抑制外排泵的双重机制逆转多重耐药鲍曼不动杆菌耐药性的新策略，并从分子对接、代谢组学到小鼠肺炎模型提供了完整证据链，为破解“最后防线”抗生素耐药困境提供了源自天然产物的解决方案。

天然产物筛选： 槲 皮素脱颖而出，协同增效 4 至 32 倍

研究团队首先选取 5 株临床分离的鲍曼不动杆菌（分别来源于人、牛肉和猪）以及标准菌株 ATCC 17978 ，测定了 9 种常用抗生素的最小抑菌浓度（ MIC ）。结果显示， 5 株临床分离 株对氨苄 西林、头 孢噻呋 、环丙沙星、美罗培南等常用抗生素均表现出广泛耐药性，而 替加环素相对 其他抗生素仍保持较低的耐药率，是少数仍有效的药物之一。为延缓 替加环素 耐药性的进一步发展，研究团队通过体外诱导构建了一株 替加环素 耐药模型菌株 ATCC17978-T 。

在此基础上，研究团队筛选了 6 种天然植物黄酮 —— 杨梅素、木犀草素、 槲 皮素、二氢 槲 皮素、 α - 山竹素和 异补 骨脂酮，评估其与 替加环素 联合用药的协同效果。棋盘式微量肉汤稀释法结果显示，在所有受试黄酮中，仅有 槲 皮素与 替加环素 联合使用在全部受试菌株 中均表现出显著协同作用，分级抑菌浓度指数（ FICI ）均 ≤0.5 。这一协同作用 使替加环素 的 MIC 降低了 4 至 32 倍，其中对诱导耐药株 ATCC 17978-T 的增效最为显著（ FICI=0.25 ，增效 32 倍）。时间 - 杀菌曲线进一步证实，联合用药在 0.5 × MIC 浓度下即可实现与单药 1 × MIC 相当的杀菌效果。

双重打击：破坏细胞膜 + 抑制外排泵

在筛选确认协同效应后，研究团队以 ATCC 17978-T 和临床菌株 108 为模型，从细胞膜完整性和外排泵活性两个维 度深入 解析了 槲 皮素的增效机制。

扫描电镜（ SEM ）观察发现，单独使用 替加环素或槲皮素仅 引起细菌轻度的形态学改变，而联合用药则导致细菌出现 严重的细胞损伤和形态异常。 Syto 9/PI 双荧光染色进一步定量证实，联合用药显著增加了细菌细胞膜的通透性，其中 槲 皮 素单药处理 对膜通透性的增加效果强于 替加环素单 药。这一结果表明， 槲 皮素通过破坏细菌外膜完整性，为替 加环素进入 菌体内打开了 “ 通道 ” 。

在解析外排泵抑制机制方面，研究团队通过全基因组测序发现，所有受试 菌株均 携带 RND 家族外排泵基因（ adeB 和 adeG ）。溴化乙 啶 （ EtBr ）外排实验表明， 槲 皮素单独或联合 替加环素 均可显著增强细菌胞内 EtBr 荧光保留，表明其有效抑制了外排泵的主动外排功能。使用已知 RND 外排泵抑制剂 PA β N 作为阳性对照，进一步确认了 RND 外排泵在 替加环素 耐药中的关键作用。

值得注意的是， RT-qPCR 检测揭示了一个重要发现： 替加环素处理 反而上调了 adeB 和 adeG 的表达 —— 这解释了为何细菌在 替加环素压力 下会进一步增强耐药性；而 槲 皮素单独或联合 替加环素 均能显著抑制 adeB 和 adeG 的表达。此外，研究团队 还发现 替加环素 可上调 ATP 依赖性外排泵 macB 的表达，而 槲 皮素同样能抑制这一上调，并导致细菌胞内 ATP 水平显著下降，从而从能量供给层面进一步瓦解了外排泵的功能。

分子对接与药物蓄积：竞争性占据外排 泵结合 位点

为进一步阐明槲皮素抑制外排泵的分子机制，研究团队利用 Discovery Studio 软件进行 了分子对接模拟。结果显示，槲皮素与 AdeB 蛋白的结合能 （ -45.68 kcal/ mol ）远高于替加环素 （ -27.19 kcal/ mol ）， 且两者结合位点存在重叠 。 槲 皮素通过与 Lys174 、 Ser177 、 Val175 、 Asn276 等多个残基形成氢键和盐桥，并与 Phe277 形成 π - π 堆积作用，稳定结合于 AdeB 的中央腔体。这一结果提示， 槲 皮素可能通过竞争性占据 AdeB 的结合位点，从空间上阻断 替加环素 被外排排出胞外。类似的高亲和力结合也在 AdeG 蛋白上得到验证。

HPLC 定量检测直接证实了上述推断：联合用药后，细 菌胞内 替加环素 浓度显著升高，胞外浓度相应降低，表明 槲 皮 素有效 促进了 替加环素 在菌体内的蓄积。

代谢组 学：放大翻译抑制效应

研究团队进一步通过 非靶向代谢组 学分析揭示，联合用药的代谢 谱与替加环素单药高度 相似，表明 替加环素 仍是联合用药中的主要抗菌驱动者，而 槲 皮 素发挥 着增效放大作用。通路分析显示，两组均显著影响氨基酸代谢和生物合成通路。联合用药组出现了更显著的氨基酸积累，这与 替加环素 抑制蛋白质翻译、导致氨基酰 - tRNA 前体蓄积的药理机制一致。上述结果支持了一个清晰的机制模型： 槲 皮素通过竞争性抑制 AdeB 外排 泵促进替加环素 在胞内蓄积，升高的胞内药物浓度进而加强 了替加环 素与 30S 核糖体亚基的结合，阻断氨基酰 - tRNA 进入核糖体 A 位点，最终 放大了对细菌蛋白质合成的致命抑制。

体内验证：小鼠肺炎模型中显著抑菌、抗炎、提高存活率

在体外机制研究的基础上，研究团队建立了小鼠急性肺炎模型评估联合用药的体内疗效。结果显示，与 替加环素单 药治疗相比，联合用药在多个维度均展现出显著优势：肺组织病理学评分显著降低，肺泡结构保持完整，炎性细胞浸润大幅减少；肺干湿重 比显著 改善，提示 肺水肿明显缓解；肺组织细菌载量（ CFU ）显著下降；血清 中促炎因子 IL-1 β 和 IL-18 水平显著降低。

更重要的是，安全性评估表明联合用药无溶血活性，对小鼠肺上皮细胞（ MLE-12 ）毒性极低。在整个观察期内，联合用药组的所有感染小鼠均存活，存活率为各组最高。上述疗效在临床菌株 108 感染的小鼠模型中也得到了一致验证。

总结与展望

综上所述，该研究系统揭示了 槲 皮素作为 替加环素 佐剂逆转多重耐药鲍曼不动杆菌感染的协同增效策略和分子机制。研究结果表明， 槲 皮素通过 “ 双重打击 ” —— 破坏细菌细胞膜促进药物进入、竞争性抑制 AdeB 和 AdeG 外排 泵减少 药物排出 —— 有效提高了 替加环素 在菌体内的蓄积浓度，进而放大了其对蛋白质合成的抑制效应 。这一发现不仅为破解 “ 最后防线 ” 抗生素耐药困境提供了源自天然产物的解决方案，也为天然黄酮类化合物作为抗生素佐剂的研发提供了从分子机制到体内验证的完整证据链。以 槲 皮素为代表的天然产物佐剂 ，有望成为应对多重耐药菌感染的新策略，在 " 减抗增效 " 和合理用药方面具有广阔的应用前景。

图 ： 槲 皮素与 替加环素 协同抗菌机制示意图。 替加环素单 药治疗时外排泵活性高、胞内药物浓度低；联合用药后， 槲 皮素通过增强膜通透性促进药物内流、抑制 AdeB 和 AdeG 外排 泵减少 药物外排，最终提高胞内 替加环素 浓度并增强其与 30S 核糖体的结合。

北京农学院动物科学技术学院 已毕业硕士研究生 孙志刚（现就读于广西大学博士研究生）、 研究生 蔡子雯和卞洋洋为论文共同第一作者。北京农学院动物科学技术学院刘晓晔副教授为论文主导通 讯作者，英国苏格兰农学院（ SRUC ）李冰洁研究员为并列通讯作者。中国农业大学朱奎教授为本研究提供了临床分离菌株，并给予了大力支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.phymed.2026.158621

制版人：十一

学术合作组织

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