2024年10月2日，中国中医科学院医学实验中心中药抗菌研究团队在中科院一区Top期刊Journal of Pharmaceutical Analysis在线发表了题为“Advances and mechanisms of traditional Chinese medicine and its active ingredients against antibiotic-resistant Escherichia coli infections”的综述文章。文章全面总结了致病大肠杆菌的分类、相关感染疾病及耐药机制，以及中药及其活性成分对耐药大肠杆菌的抗菌作用及机制，并强调其与抗生素联用的协同效应和作用机制，揭示了其在抗菌药物开发方面的应用前景。
细菌感染是全球发病率和死亡率的主要原因之一，目前已成为全球性的公共卫生问题。大肠杆菌作为一种高致病性和高毒性的革兰氏阴性菌，能够引发多种感染性疾病，如急性腹泻、出血性结肠炎、尿路感染等，是主要的临床致病菌之一。然而，大肠杆菌耐药性的迅速发展给临床治疗带来了巨大挑战。根据中国耐药细菌监测网的最新报告，大肠杆菌对β-内酰胺类、喹诺酮类等多类临床常用抗生素表现出严重的耐药性（如图1所示）。在多重耐药革兰氏阴性菌感染的治疗中，碳青霉烯类抗生素因其广泛的抗菌谱和强大的抗菌作用被视为最后的治疗手段。但随着碳青霉烯类耐药性大肠杆菌的出现和增多，大肠杆菌对抗生素的抗性问题变得更加复杂。
图1 大肠杆菌对临床常用抗生素的耐药性
大肠杆菌的耐药机制包括固有耐药和获得性耐药两大类。固有耐药是由染色体介导的具有遗传性质的抗性基因转移，而获得性耐药则是通过基因突变或从其他细菌处获得耐药基因。大肠杆菌对抗生素的主要耐药机制包括水解酶产生、靶标修饰、外排泵过表达、膜通透性改变以及形成生物膜等（如图2所示）。这些机制使细菌能够适应并抵抗抗生素，致使抗生素的治疗效果正面临着前所未有的挑战。因此，探索新的治疗策略对于克服耐药大肠杆菌感染及提高临床疗效具有重要意义。
图2 大肠杆菌对抗生素的主要耐药机制
中医药用于治疗感染性疾病已有数千年的历史，其多成分、多靶点、协同增效的特点使其展现出显著的疗效且不易产生耐药性。研究发现，一些中药方剂如黄连解毒汤、大承气汤等对大肠杆菌具有直接的杀菌作用。当前国内外的研究聚焦于中药活性成分如黄酮类、多酚类、生物碱类、萜类、醌类等的抗菌机制（具体见文中表1）。值得注意的是，一些中药及活性成分在与抗生素联用时表现出协同作用，能显著增强对大肠杆菌的抗菌效果（具体见文中表2）。随着对这些中药及活性成分抗菌机制的深入了解，有望开发出更多有效的治疗方案以应对日益严峻的耐药挑战。
中药通过多种机制共同发挥抗菌作用，包括直接抗菌作用、增强抗生素疗效、抑制细菌耐药性发展，以及缓解感染相关症状。特别注意的是，抗生素与中药的联合使用策略不仅能提供治疗效果，还可能通过多种机制克服细菌的耐药性（如图3所示）。此外，中医药在畜牧业中的应用也显示出减少细菌耐药和抗生素残留的作用。目前，中医药作为开发新型抗菌剂仍然存在一些挑战，例如活性成分的稳定性受季节和地域变化的影响，相关药代动力学研究的不足等。总体而言，中医药在预防和治疗耐药大肠杆菌中的优势和潜力十分显著，在应对全球健康挑战、推动药物开发和改善畜牧业实践中扮演着越来越重要的角色，其未来的发展值得期待与探索。
图3 中药及其活性成分治疗耐药大肠杆菌的研究进展及机制
中国中医科学院医学实验中心研究生杨朔为第一作者，王毅研究员和刘爽助理研究员为共同通讯作者，研究生李露及中药资源中心苏平副研究员也参与了相关工作。该项目获得了中国中医科学院优秀青年科学基金、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金及中国中医科学院科技创新工程资助。
