解淀粉芽孢杆菌NWR-14代谢物的抗菌活性及其对ESBL肺炎克雷伯菌的作用机制研究

　　本研究针对多重耐药（MDR）病原体尤其是产超广谱β-内酰胺酶（ESBL）肺炎克雷伯菌的威胁，从药用植物Piper chaba中分离内生解淀粉芽孢杆菌NWR-14，通过体外与计算模拟方法系统评估其代谢产物的抗菌、抗生物膜、抗氧化及细胞毒性活性，发现其具有显著抗菌效果及低细胞毒性，为开发新型抗耐药菌制剂提供重要依据。

　　

随着多重耐药（MDR, Multidrug-resistant）病原菌的广泛传播，尤其是产超广谱β-内酰胺酶（ESBL, Extended-Spectrum β-Lactamases）的肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）引起的感染日益难以治疗，全球公共卫生面临严峻挑战。传统抗生素逐渐失效，迫使科研人员转向天然产物与微生物资源，寻找新型抗菌化合物。药用植物因其丰富的次级代谢产物和多样的微生物群落，成为挖掘抗菌先导化合物的重要来源。其中，植物内生菌——即生活在植物组织内部而不引起明显病害的微生物——被认为能产生结构新颖、活性多样的生物活性分子，具有开发为抗菌药物的巨大潜力。

在此背景下，研究人员从药用植物Piper chaba W. Hunter中分离出一株内生细菌——解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）菌株NWR-14，并系统研究其代谢产物的抗菌、抗生物膜、抗氧化以及细胞毒性作用，尤其聚焦于其对ESBL肺炎克雷伯菌的抑制效果与作用机制。该研究发表于《Phytomedicine Plus》，为利用植物内生菌资源应对耐药菌感染提供了新的思路和实验依据。

为全面评估该菌株的活性，作者采用了多项关键技术：通过16S rRNA基因测序进行菌株鉴定；采用微量稀释法测定最小抑菌浓度（MIC, Minimum Inhibitory Concentration）和最小杀菌浓度（MBC, Minimum Bactericidal Concentration）；使用结晶紫染色法评估抗生物膜活性；借助扫描电子显微镜（SEM, Scanning Electron Microscopy）观察细菌形态变化；运用高分辨率液相色谱-质谱联用技术（HR-LCMS, High-Resolution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry）对代谢物进行 putative 注释；通过分子对接模拟分析化合物与CTX-M-15 β-内酰胺酶的结合能力；采用DPPH、FRAP和ABTS法测定抗氧化活性；并以成纤维细胞为模型评估细胞毒性。

研究结果如下：

背景：

多重耐药菌尤其是产ESBL肺炎克雷伯菌的蔓延，严重限制临床治疗选项。植物内生菌作为新型抗菌剂的来源受到广泛关注。

目的：

评估B. amyloliquefaciens NWR-14代谢产物对ESBL肺炎克雷伯菌的抗菌、抗生物膜、抗氧化及细胞毒性作用。

方法：

通过16S rRNA测序鉴定菌株；使用 ethyl acetate 提取代谢物；通过MIC、MBC、结晶紫染色、SEM、HR-LCMS、分子对接、抗氧化实验和细胞毒性测试综合评价活性。

结果：

该提取物对肺炎克雷伯菌表现出显著抗菌活性，MIC与MBC均为1.56 mg/mL；抗生物膜作用呈剂量依赖性，在6 mg/mL时达到最大抑制效果；SEM图像显示菌体出现严重形态破坏与内容物泄漏；HR-LCMS初步注释出76种化合物，包括生物碱、皂苷和酚酸等类别；分子对接显示8′-Hydroxydihydroergotamine和Licoricesaponin E2等化合物与CTX-M-15 β-内酰胺酶具有高结合亲和力；提取物还表现出中等抗氧化活性和低细胞毒性，成纤维细胞存活率超过97%。

结论：

B. amyloliquefaciens NWR-14能产生多种具有抗菌、抗生物膜和抗氧化活性的次级代谢产物，且对哺乳动物细胞安全性高。该研究突显了药用植物内生菌在发现抗耐药菌先导化合物方面的潜力，为后续活性成分的分离纯化、结构鉴定与机制深入研究奠定了坚实基础。

综上所述，该研究不仅为治疗ESBL肺炎克雷伯菌感染提供了新的候选资源，也深化了我们对植物-内生菌互作产生生物活性分子的理解，对开发下一代抗菌药物具有重要的科学意义与应用前景。