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丁香对铜绿假单胞菌QS系统的影响

摘要：铜绿假单胞菌（PA）又称绿脓杆菌，作为健康人皮肤、呼吸道和肠道中

广泛存在的一种革兰阴性杆菌，具有极强的环境适应力，是临床最常见的条件致

病菌之一［1］。当机体免疫力下降时，PA感染的可能性增大，广泛使用抗生素

造成临床高耐药性，加大了治疗的难度。近年来，研究者发现大量的中草药制剂

具有清热解毒、消炎和抗感染的作用，并且在临床治疗感染性疾病中取得了良好

的效果。本文诣在阐述在群体感应系统中，丁香对铜绿假单胞菌的影响。

关键词：丁香；耐药机制；群体感应；毒力因子；生物膜

丁香属于桃金娘科，确切的说是蒲桃属的一种热带植物，也是我国传统进口

“南药”之一，入肺、脾、胃、肾四经，始载于《药性论》——“丁香辛热，能除寒

呕，心腹疼痛，温胃可晓”。

现代医学研究表明，丁香花蕾含有挥发油，油中的主要成分是丁香酚——具

有极性基团的芳香环，其化学名称为2-甲氧基-4-烯丙基苯酚，它可以结合细菌

某些酶的活性基团，损毁其代谢功能，从而影响微生物的生长繁殖[２]。丁香作

为传统中药，口服除能增加胃液分泌、促进胃肠道蠕动外还有抗菌、解热、抗惊

厥、麻醉、抗血栓形成、驱蚊、抗缺氧作用。

耐药机制：

国内外医学研究者均研究过铜绿假单胞菌对青霉素类、头孢类、碳青霉烯类

及喹诺酮类抗生素的耐药机制，但总体来说不外乎：细菌产生抗菌活性酶、改变

抗菌药物作用的靶位点结构、外膜蛋白缺失、形成生物膜、主动泵出系统等[３]。

群体感应：

起初人们多数认为细菌以个体形式存在，彼此之间缺乏信息沟通，但是，当

细菌数量达到一定浓度时，细菌彼此之间就会通过诱导信号分子产生各自的应答

信息，并调控相关基因的表达。自诱导分子、感应分子及下游调控蛋白组成群体

感应（QS）系统[4]。每个细菌所产生的信号分子不同，LasI-LasR，Rh11-Rh1R和

PQS-MvfR是三个主要调控铜绿假单胞菌的QS系统，控制着ＰＡ毒力因子的产生

及生物膜的形成。

毒力因子：

QS系统突破了原始细菌个体所不能达到的致病性，大大增强了细菌毒力因子

的产生及定植于宿主细胞并对其产生侵袭性的几率。铜绿假单胞菌属于革兰阴性

菌，绿脓素是其产生的主要的毒力因子之一，部分QS系统可能参与了其毒力因

子的产生和运输。

生物膜：

铜绿假单胞菌可以自由地附着于宿主细胞，形成一种保护性的生物膜，使其

对抗生素和宿主免疫防御机制有很强的抵抗性，是临床上铜绿假单胞菌难以治愈

重要原因之一。生物膜形成需要大量微生物的共同协调完成，往往受到群体感应

的调控[5]。Las和Rh1是分别指导制造诱导信号分子N-（3-氧代十二酰基）-L-高

丝氨酸内酯（OdDHL）和N-丁酰基-L-高丝氨酸内酯（BHL）的合成酶[6]，当它们

达到一定浓度时，分别激活受体LasR、RhlR（正向转录激活蛋白）形成转录复合

物，并以级联的方式调控多个基因的表达。催化合成因子lasI基因的表达量会随

时间延长逐渐减少，而Rh1I基因的表达则保持稳定地低水平，并且两个基因在生

物膜底部的表达量比其他部位更强[7]。在不同菌株或者不同的营养条件下，铜绿

假单胞菌会出现不同的生物膜结构，导致其感染难以根治。

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丁香的抑菌机制：

丁香提取物的体外研究发现了其可以衰减QS系统的浓度依赖性。丁香酚虽

然不能影响Las和Rh1系统的信号分子的合成，但活性却可以大大降低，并且可

以通过疏水键之间的相互作用以及与LasR受体的关键氨基酸残基的Arg61和