美国薄荷精油对耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌抗菌活性及抗菌机制的研究

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目的:研究美国薄荷精油对碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)的抗菌作用及其可能的作用机制,为暴发流行的CRAB提供可靠的治疗依据。方法:1.收集临床分离CRAB菌株通过VITEK-2 Compact全自动微生物分析仪及配套鉴定卡和药敏卡进行CRAB菌株初筛,根据2020年CLSI标准判断折点,挑选出对碳青霉烯类抗菌药物(亚胺培南、美罗培南、厄他培南)中任一种药物耐药的菌株,并纸片法复核,作为实验菌株,用自动生物质谱检测系统对试验菌株进行质谱分析。2.通过K-B法测定精油对CRAB的敏感性、微量肉汤稀释法测定美国薄荷精油的MIC值以及MBC值。3.棋盘滴定实验确定美国薄荷与多粘菌素B联用对CRAB的协同效果,联合所用的精油浓度为精油MIC值的1/8-2倍。4.时间生长曲线监测美国薄荷在24小时内不同时间点对CRAB的杀菌效果。5.通过结晶紫染色法生物膜抑制实验测定MIC值的1/16-2倍浓度下精油对CRAB生物膜的抑制作用。6.生物发光法测定精油作用后细胞内ATP含量的变化。7.流式细胞仪测定精油作用后细菌PH值以及膜电位的变化。8.扫描电镜下观察精油作用后细胞形态的变化。结果:1.菌株的分布:48株鲍曼不动杆菌标本类别:痰液38株(79.1%),分泌物1株(2.1%),血液1株(2.1%),胆汁1株(2.1%),其他标本7株(14.6%)。(图1.)主要来自重症监护病房28株(58%),神经外科8株(17%),呼吸与危重病房9株(19%),整形烧伤美容2株(4%)急诊内科1株(2%)。2.美国薄荷精油的主要成分:麝香草酚,Y-松油烯,邻-聚伞花素,1-辛烯-3-醇,2-甲氧基-5-甲基-异丙苯,芳樟醇,4-蒈烯,3-崖柏烯,月桂烯。其中麝香草酚的含量可以达69.75%。3.质谱检测系统鉴定结果分析:48株试验菌株经质谱分析后均进一步确定为鲍曼不动杆菌。4.48株CRAB均对美国薄荷精油敏感,并且含有5%DMSO的纸片无抑菌作用,因此使用DMSO作为助溶剂溶解精油对本实验无影响。5.测得48株CRAB精油最低抑菌MIC为0.625μl/ml,对照组含有2.5%DMSO对细菌生长无抑制作用。MBC范围为0.625μl/ml~1.25μl/ml。6.精油对CRAB生长动力学的影响:0-2h内各浓度处理的CRAB均未生长,从2h开始,0,1/4MIC,1/8MIC,1/16MIC浓度下的CRAB逐渐生长,4h开始1/2MIC浓度下的CRAB生长缓慢,MIC,2MIC下CRAB完全被抑制。7.细胞内ATP浓度结果分析:经美国薄荷MIC处理后的CRAB内ATP含量比未经处理的CRAB内ATP含量降低,2MIC处理后CRAB与阴性对照组相比ATP含量进一步降低。8.PH值结果分析:未处理的CRAB细胞的p H平均值为6.27±0.12,美国薄荷MIC处理组细胞的p H值从6.27±0.12降至4.33±0.31,加入2MIC美国薄荷后,与阴性对照组相比,p H值由6.27±0.12进一步降至3.23±0.21。9.膜电位变化分析:经美国薄荷处理的细胞显示细胞膜超极化,荧光强度(负值)明显降低。10.美国薄荷对CRAB生物膜形成的影响:在1/4MIC,1/8MIC,1/16MIC美国薄荷作用下,轻度抑制CRAB生物膜形成,1/2MIC,MIC作用下生物膜形成能力降低幅度变大,2MIC作用下生物膜形成能力最低。11.美国薄荷对CRAB细胞形态的影响:FESEM分析表明,未经美国薄荷处理的CRAB呈球杆状,表面光滑。经美国薄荷MIC和2MIC处理后,CRAB表面出现塌陷损伤。12.联合抗菌实验结果分析:协同作用23株(48%),相加作用13株(27%),无关作用12株(25%),拮抗作用0株(0%)。结论:1.美国薄荷精油对CRAB具有良好的抑菌活性并且与多粘菌素B联合使用后,对大多数CRAB有协同抗菌作用,并且大大降低了多粘菌素B的使用剂量,为开发新的用药措施提供了有效依据。2.美国薄荷精油可破坏CRAB细胞膜的完整性,导致CRAB细胞内ATP浓度降低,PH降低以及膜电位降低。3.美国薄荷精油对CRAB生物膜的形成具有抑制作用,并且随着其浓度增加抗生物膜活性越强。4.展望:美国薄荷含有太多不同类型的化合物成分,由于实验条件及时间有限,未能对各种成分进行详细的研究。在日后将深入研究是其主要的成分发挥的作用,还是某些成分协同发挥抗菌活性,为开发传统天然产物对抗耐药细菌提供更具体的数据。
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