逆轉細菌耐藥中藥及其作用機制的研究進展

[摘要] 細菌耐藥問題已成為全球公共衛生領域的重大挑戰之一。中藥憑借其多靶點作用機制及較低的毒副作用逐漸成為逆轉抗生素耐藥性的重要研究方向。本文系統綜述近年來中藥調控耐藥菌的分子機制研究進展，重點闡明中藥通過抑制耐藥基因突變、抑制耐藥基因水平轉移、增加細菌外膜通透性、抑制外排泵功能、消除耐藥質粒及抑制超廣譜β-內酰胺酶活性等關鍵途徑的作用機制。同時結合臨床研究數據，深入分析中藥與抗生素聯用的協同增效效應，并探討其在臨床應用中的潛力與局限性。

[關鍵詞] 中藥；抗生素耐藥菌；調控；分子機制；協同增效

[中圖分類號] R978.1" """"[文獻標識碼] A """""[DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2025.19.026

抗生素的廣泛使用和濫用導致細菌耐藥迅速發展，嚴重威脅全球公共衛生安全。世界衛生組織已將細菌耐藥性列為全球主要公共衛生問題，并呼吁采取聯合行動控制這一問題^[1]。細菌耐藥是指細菌在反復接觸藥物后對藥物的敏感度下降。抗生素間接誘導下的細菌可迅速突變并適應生存^[2]。因此，抗生素耐藥菌的不斷出現及耐藥性在不同物種之間的傳播對人類健康構成極大威脅^[3]。隨著抗生素的不合理使用，包括“超級細菌”在內的耐多藥菌數量不斷增加。盡管新型抗生素的研發取得一定進展，但細菌耐藥的出現速度遠超抗生素的開發速度^[4]。傳統中藥因其來源天然、毒副作用低和作用機制多樣，成為探索逆轉細菌耐藥的新興手段^[5]。研究表明中藥可通過多種方式干擾細菌的耐藥機制，提高抗生素療效^[6-7]。在新藥的研究和開發過程中，一些中藥單體或化合物被發現對緩解和治療傳染病非常有效，一些中藥已成為新藥研究和開發的重要藥材^[8-9]。然而，目前關于中藥逆轉細菌耐藥的研究仍處于探索階段，相關機制和應用潛力亟待深入探討。本文將綜述中藥在逆轉細菌耐藥方面的最新研究進展，詳細分析其作用機制，并探討中藥與抗生素聯用的協同作用和臨床應用前景。

1" 細菌耐藥的產生機制

細菌耐藥的產生是一個復雜的進化過程，其機制可分為固有耐藥和獲得性耐藥。

固有耐藥指細菌天然存在的結構或代謝特征使其對某些抗生素不敏感。①革蘭陰性菌外膜屏障：脂多糖和低通透性孔蛋白限制藥物進入，導致對β-內酰胺類藥物天然耐藥^[10]；②靶標缺失：萬古霉素通過結合肽聚糖前體D-Ala-D-Ala發揮作用，某些乳酸菌因缺乏該結構天然耐受萬古霉素^[11]。

獲得性耐藥指細菌通過基因突變或水平基因轉移等途徑獲得耐藥性。細菌獲得性耐藥的機制復雜多樣。①基因突變：細菌在復制過程中發生隨機突變，可能導致抗生素靶標蛋白結構改變，使抗生素無法作用于細菌。如核糖體蛋白突變可導致細菌對四環素類藥物產生耐藥性^[12]；DNA旋轉酶/拓撲異構酶突變可導致細菌降低對喹諾酮類抗生素的藥物結合力，從而產生耐藥性^[13]。②耐藥基因的水平轉移：耐藥基因通過可移動遺傳元件在不同菌株間傳播。常見的水平轉移方式有3種：轉導，即噬菌體將耐藥基因轉移至宿主菌中^[14]；轉化，即細菌攝取環境中的游離DNA片段^[15]；接合轉移，即耐藥菌和敏感菌直接接觸并結合后直接傳遞耐藥基因。其途徑主要為質粒傳導和接合轉座子^[16-17]。

細菌耐藥的產生還包括以下機制：①外排泵系統。細菌通過外排泵將抗生素主動排出細胞外，降低細胞內藥物濃度。如AcrAB-TolC外排泵可介導大腸桿菌耐藥多種抗生素^[18]。②酶解作用機制。細菌可產生針對不同抗生素的滅活酶或鈍化酶，這些酶可通過酶切或化學修飾等方式使抗生素失活。常見抗生素滅活酶或鈍化酶為β-內酰胺酶、氨基糖苷類鈍化酶、氯霉素乙酰轉移酶和糖肽類鈍化酶^[19]。③其他機制。靶標過表達、氧化應激反應激活等^[20-21]。

2" 中藥逆轉細菌耐藥的作用機制

2.1" 抑制基因突變

中藥可通過降低細菌基因突變頻率延緩耐藥的產生。研究表明黃芩苷可顯著抑制大腸桿菌DNA損傷修復應激反應關鍵蛋白recA的腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）酶活性，阻斷其與單鏈DNA的結合能力，抑制錯誤傾向修復過程，使環丙沙星誘導的gyrA基因突變率下降63%^[22]。黃芩素則通過激活核因子紅系2相關因子2/抗氧化響應元件信號通路雙向調控抗氧化酶活性，使超氧化物歧化酶活性提升2.3倍；同時抑制過氧化氫酶，減少活性氧介導的DNA氧化損傷，使金黃色葡萄球菌在亞抑菌濃度抗生素下的突變頻率下降^[23]。黃連–黃柏聯用通過調節氧化還原平衡，降低金黃色葡萄球菌在亞抑菌濃度抗生素下的突變頻率^[24]。中藥通過降低突變選擇壓力延緩耐藥性演化抑制基因突變。

2.2" 抑制耐藥基因水平轉移

水平轉移是耐藥基因擴散的重要方式，也是耐藥基因傳播的核心方法。中藥成分可阻斷耐藥基因水平轉移中的接合轉移、轉化及轉導過程。黃連素通過抑制traA蛋白的ATP結合活性，阻斷接合轉移通道的組裝，使RP4質粒在大腸桿菌間的結合轉移頻率降低78%^[25]。苦參堿通過干擾群體感應系統抑制生物膜形成，降低耐藥基因轉化效率^[26]。此外厚樸酚通過干擾細菌Ⅳ型分泌系統組裝，使肺炎克雷伯菌攜帶的MCR-1質粒接合轉移頻率下降^[27]。

2.3" 消除耐藥質粒

耐藥質粒存在于耐藥菌株和中藥抗菌機制中，這些質粒可通過復制傳遞給后代，也可通過水平轉移在菌株之間傳遞。研究發現中藥可在一定程度上消除耐藥質粒，恢復耐藥菌對抗生素的敏感度。青蒿琥酯可激活質粒編碼的Hok/Sok毒素–抗毒素系統，提高大腸桿菌攜帶的IncFⅡ型耐藥質粒消除率^[28]。連翹酯苷通過抑制repA蛋白的DNA結合活性，阻斷pUC19質粒復制，使48h內質粒保有率下降至初始值的12%^[29]。蒲公英、金銀花的復方制劑可恢復金黃色葡萄球菌對青霉素、氨芐西林和阿莫西林的敏感度，并消除耐藥質粒^[30]。另有研究發現艾葉乙醇提取物可使大腸桿菌的耐藥質粒消除率接近70%^[31]。此外大黃、黃芩、黃連等中藥復方可在一定程度上消除耐藥質粒^[32]。不同中藥對消除細菌耐藥的效果各異，且同一中藥對同一耐藥菌的質粒消除率也并非完全相同，這可能是菌株差異或耐藥機制不同所致^[33]。盡管多項研究證實中藥可消除耐藥質粒，但其具體作用機制仍不明確，有待進一步研究。

2.4" 改變細胞膜通透性

中藥可通過破壞膜結構增強抗生素滲透。肉桂中的桂皮醛通過破壞細菌胞外多糖的合成，抑制耐藥細菌的生物膜形成^[34]。研究表明丹參中的丹參酮可使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌細胞膜中脂多糖含量減少41%，細胞膜表面粗糙度增加3.7倍^[35]。魚腥草素鈉可特異性結合銅綠假單胞菌外膜蛋白OprD，提高亞胺培南的胞內積累量，其作用效果呈濃度依賴性^[36]。丁香中的丁香酚可顯著破壞革蘭陰性菌外膜結構，增加抗生素對細菌的殺菌效果^[37]。此外山柰提取物也顯示出增加外膜通透性的作用^[38]。

2.5" 抑制外排泵系統

細菌外排泵系統是產生耐藥的重要機制。外排泵是細胞膜上的一種蛋白質，可將進入細菌體內的抗生素排出，從而使細菌產生耐藥性。中藥成分通過競爭性結合、基因調控等途徑抑制外排泵功能。大黃酸可與肺炎克雷伯菌acrB外排泵的疏水結合腔形成氫鍵，降低左氧氟沙星的外排效率^[39]。黃連素通過抑制調控基因marR的表達，逆轉大腸桿菌對四環素的多藥耐藥^[40]。

2.6" 抑制超廣譜β-內酰胺酶

細菌產生β-內酰胺酶是對β-內酰胺類抗生素耐藥的主要原因。目前，新型β-內酰胺酶抑制劑的使用可使部分產β-內酰胺酶的耐藥菌株對β-內酰胺類抗生素恢復敏感，相關研究正在進行中^[41]。研究發現板藍根生物堿可使產CTX-M-15型超廣譜β-內酰胺酶大腸桿菌的酶活性抑制率達67%，與頭孢他啶聯用后最小抑菌濃度從＞256μg/ml降至16μg/ml^[42]。桑寄生通過阻斷AmpC啟動子區DNA旋轉酶結合位點，使肺炎克雷伯菌β-內酰胺酶表達量下降58%^[43]。雙黃連和清開靈可消除超廣譜β-內酰胺酶耐藥質粒，并抑制β-內酰胺酶活性^[44]。黃連解毒湯、三黃湯和五味消毒飲的提取物可抑制β-內酰胺酶活性，這是降低細菌耐藥的重要機制^[45]。

3" 逆轉細菌抗生素耐藥中藥的臨床應用

目前，中藥與抗生素聯用的協同效應已在多項臨床研究中得到驗證。如雙黃連注射液（含金銀花、黃芩、連翹）作為已獲批的復方制劑，與β-內酰胺類抗生素聯用時可顯著抑制產超廣譜β-內酰胺酶大腸桿菌的生長^[44]。一項多中心臨床試驗表明雙黃連聯合頭孢他啶治療產β-內酰胺酶肺炎克雷伯菌感染的有效率達81.5%，顯著高于單用抗生素組，且未增加不良反應發生率^[46]。此外清開靈注射液（含板藍根、黃芩苷等）與碳青霉烯類抗生素聯用治療多重耐藥鮑曼不動桿菌感染時，可降低細菌外排泵基因表達，使美羅培南的最小抑菌濃度從128μg/ml降至8μg/ml，臨床緩解率提升至78.9%^[47]。這些案例表明中藥復方制劑在臨床應用中具有明確的協同增效潛力，但其標準化生產與質量控制仍需進一步優化。總之，中藥資源庫豐富多樣，為中藥活性成分逆轉細菌抗生素耐藥提供可靠來源。多種中藥活性成分通過不同作用機制，可實現對現有抗生素耐藥菌的逆轉，見表1。

4" 小結與展望

細菌耐藥的加劇迫使抗感染治療策略轉向多靶點協同干預。中藥及其復方通過抑制基因突變、抑制耐藥基因水平轉移及消除耐藥質粒等途徑抑制細菌產生耐藥。然而，現有研究仍存在局限：①藥效物質基礎與多靶點作用機制不明，特別是表觀遺傳調控等分子互作網絡尚未解析；②藥材活性成分批次差異導致療效波動，現有質控體系難以滿足精準醫療需求；③臨床轉化證據鏈不完整，缺乏高級別循證醫學支持。應著力構建“機制解析–技術創新–臨床驗證”三位一體的研究體系：首先運用空間代謝組學與單細胞測序技術闡明中藥對耐藥基因的表觀調控網絡；其次開發基于納米晶載藥系統的定向遞送技術，提升中藥活性成分的生物利用度；最后依托國際多中心隨機對照試驗研究平臺建立中藥抗菌療效的標準化評價體系。通過多學科交叉融合，將中醫藥轉化為應對細菌耐藥危機的中國方案。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

[參考文獻]

[1]"" KLEIN E Y， VAN BOECKEL T P， MARTINEZ E M， "et al. Global increase and geographic convergence in antibiotic consumption between 2000 and 2015[J]. Proc Natl Acad Sci U S A， 2018， 115（15）： E3463–E3470.

[2]"" WINDELS E M， MICHIELS J E， FAUVART M， et al. Bacterial persistence promotes the evolution of antibiotic resistance by increasing survival and mutation rates[J]. ISME J， 2019， 13（5）： 1239–1251.

[3]"" KARIUKI S. Global burden of antimicrobial resistance and forecasts to 2050[J]. Lancet， 2024， 404（10459）： 1172–1173.

[4]"" DARUKA L， CZIKKELY M S， SZILI P， et al. ESKAPE pathogens rapidly develop resistance against antibiotics in development in vitro[J]. Nat Microbiol， 2025， 10（2）： 313–331.

[5]"" XUE P， SANG R， LI N， et al. A new approach to overcoming antibiotic-resistant bacteria： Traditional Chinese medicine therapy based on the gut microbiota[J]. Front Cell Infect Microbiol， 2023， 13： 1119037.

[6]"" ZHANG L， YANG W， CHU Y， et al. The inhibition effect of linezolid with reyanning mixture on MRSA and its biofilm is more significant than that of linezolid alone[J]. Front Pharmacol， 2021， 12： 766309.

[7]"" CANNATELLI A， PRINCIPATO S， COLAVECCHIO O L， et al. Synergistic activity of colistin in combination with resveratrol against colistin-resistant Gram-negative pathogens[J]. Front Microbiol， 2018， 9： 1808.

[8]"" LI C， LIU M， DENG L， et al. Oxyberberine ameliorates TNBS-induced colitis in rats through suppressing inflammation and oxidative stress via Keap1/Nrf2/NF-κB signaling pathways[J]. Phytomedicine， 2023， 116： 154899.

[9]"" LI J T， WEI Y W， WANG M Y， et al. Antibacterial activity prediction model of traditional chinese medicine based on combined data-driven approach and machine learning algorithm： Constructed and validated[J]. Front Microbiol， 2021， 12： 763498.

[10] AGAH TERZI H， KULAH C， RIZA ATASOY A， et al. Investigation of OprD porin protein levels in carbapenem- resistant pseudomonas aeruginosa isolates[J]. Jundishapur J Microbiol， 2015， 8（12）： e25952.

[11] ZHANG S， OH J H， ALEXANDER L M， et al. D-Alanyl-D- Alanine ligase as a broad-host-range counterselection marker in vancomycin-resistant lactic acid bacteria[J]. "J Bacteriol， 2018， 200（13）： e00607–17.

[12] IZGHIREAN N， WAIDACHER C， KITTINGER C， ""et al. Effects of ribosomal protein S10 flexible loop mutations on tetracycline and tigecycline susceptibility of Escherichia coli[J]. Front Microbiol， 2021， 12： 663835.

[13] BANSAL S， TANDON V. Contribution of mutations in DNA gyrase and topoisomerase Ⅳ genes to ciprofloxacin resistance in Escherichia coli clinical isolates[J]. Int J Antimicrob Agents， 2011， 37（3）： 253–255.

[14] LUCIDI M， IMPERI F， ARTUSO I， et al. Phage- mediated colistin resistance in Acinetobacter baumannii[J]. Drug Resist Updat， 2024， 73： 101061.

[15] DENG L， WANG C， ZHANG X， et al. Cell-to-cell natural transformation in Bacillus subtilis facilitates large scale of genomic exchanges and the transfer of long continuous DNA regions[J]. Nucleic Acids Res， 2023， 51（8）： 3820–3835.

[16] WANG X， ZHANG H， YU S， et al. Inter-plasmid transfer of antibiotic resistance genes accelerates antibiotic resistance in bacterial pathogens[J]. ISME J， 2024， 18（1）： wrad032.

[17] TANG Y， ZHANG J， GUAN J， et al. Transposition with Tn3-family elements occurs through interaction with the host β-sliding clamp processivity factor[J]. Nucleic Acids Res， 2024， 52（17）： 10416–10430.

[18] SMITH B L， FERNANDO S， KING M D. Escherichia coli resistance mechanism AcrAB-TolC efflux pump interactions with commonly used antibiotics： A molecular dynamics study[J]. Sci Rep， 2024， 14（1）： 2742.

[19] ABUSHAHEEN M A， MUZAHEED， FATANI A J， et al. Antimicrobial resistance， mechanisms and its clinical significance[J]. Dis Mon， 2020， 66（6）： 100971.

[20] PALMER A C， KISHONY R. Opposing effects of target overexpression reveal drug mechanisms[J]. Nat Commun， 2014， 5： 4296.

[21] ZHENG Y， CAI Y， SUN T， et al. Response mechanisms of resistance in L-form bacteria to different target antibiotics： Implications from oxidative stress to metabolism[J]. Environ Int， 2024， 187： 108729.

[22] DIAZ-DIAZ S， RECACHA E， MACHUCA J， et al. Synergistic quinolone sensitization by targeting the recA SOS response gene and oxidative stress[J]. Antimicrob Agents Chemother， 2021， 65（4）： e02004–20.

[23] JIANG W， LI S， CHEN X， et al. Berberine protects immortalized line of human melanocytes from H₂O₂-induced oxidative stress via activation of Nrf2 and Mitf signaling pathway[J]. J Dermatol Sci， 2019， 94（1）： 236–243.

[24] 李虹. 中藥制劑聯用左氧氟沙星對金黃色葡萄球菌耐藥性改變的研究[D]. 瀘州： 瀘州醫學院， 2012.

[25] WANG K， YIN J， CHEN J， et al. Inhibition of inflammation by berberine： Molecular mechanism and network pharmacology analysis[J]. Phytomedicine， 2024， 128： 155258.

[26] QIU X， WANG B， REN S， et al. Regulation of quorum sensing for the manipulation of conjugative transfer of antibiotic resistance genes in wastewater treatment system[J]. Water Res， 2024， 253： 121222.

[27] SUN N， DENG X， KONG H， et al. Magnolol as an antibacterial agent against drug-resistant bacteria targeting filamentous temperature-sensitive mutant Z[J]. Chem Biodivers， 2024， 23： e202402800.

[28] POSADINO A M， GIORDO R， PINTUS G， et al. Medicinal and mechanistic overview of artemisinin in the treatment of human diseases[J]. Biomed Pharmacother， 2023， 163： 114866.

[29] KIM Y E， BAK S B， KIM M J， et al. Forsythiaside A activates AMP-activated protein kinase and regulates oxidative stress via Nrf2 signaling[J]. Int J Mol Sci， 2023， 24（23） ： 17033.

[30] 肖瀟， 李英倫， 楊銳. 復方蒲公英對金黃色葡萄球菌耐藥質粒的體外消除試驗[J]. 中國獸醫科學， 2010， 40（3）： 307–311.

[31] ZONGO P D， CABANEL N， ROYER G， et al. An antiplasmid system drives antibiotic resistance gene integration in carbapenemase-producing Escherichia coli lineages[J]. Nat Commun， 2024， 15（1）： 4093.

[32] 舒剛， 馬馳， 黃春， 等. 4種中藥復方對大腸桿菌、沙門氏菌 R質粒的消除作用[J]. 河南農業科學， 2013（11）： 149–153.

[33] PAUL D， CHANDA D D， CHAKRAVARTY A， et al. An insight into analysis and elimination of plasmids encoding metallo-β-lactamases in Pseudomonas aeruginosa[J]. J Glob Antimicrob Resist， 2020， 21： 3–7.

[34] ALI I A A， MATINLINNA J P， LéVESQUE C M， et al. Trans-cinnamaldehyde attenuates Enterococcus faecalis virulence and inhibits biofilm formation[J]. Antibiotics （Basel）， 2021， 10（6）： 702.

[35] HE W， LIU M， HUANG P， et al. Discovery of tanshinone derivatives with anti-MRSA activity via targeted bio-transformation[J]. Synth Syst Biotechnol， 2016， 1（3）： 187–194.

[36] 李芳， 黃衛鋒， 段強軍， 等. 魚腥草素鈉對銅綠假單胞菌群感效應系統影響的研究[J]. 中草藥， 2016， 47（24）： 4388–4394.

[37] MARCHESE A， BARBIERI R， COPPO E， et al. Antimicrobial activity of eugenol and essential oils containing eugenol： A mechanistic viewpoint[J]. Crit Rev Microbiol， 2017， 43（6）： 668–689.

[38] 姚發壯. 山柰根莖的化學成分研究[D]. 廣州： 廣東藥科大學， 2018.

[39] NANJAN P， BOSE V. Efflux-mediated multidrug resistance in critical Gram-negative bacteria and natural efflux pump inhibitors[J]. Curr Drug Res Rev， 2024， 16（3）： 349–368.

[40] HUANG Y Q， HUANG G R， WU M H， et al. Inhibitory effects of emodin， baicalin， schizandrin and berberine on hefA gene： Treatment of Helicobacter pylori-induced multidrug resistance[J]. World J Gastroenterol， 2015， 21（14）： 4225–4231.

[41] WATKINS R R， PAPP-WALLACE K M， DRAWZ S M， et al. Novel β-lactamase inhibitors： A therapeutic hope against the scourge of multidrug resistance[J]. Front Microbiol， 2013， 4： 392.

[42] HUSNA A， RAHMAN M M， BADRUZZAMAN A T M， et al. Extended-spectrum β-lactamases （ESBL）： Challenges and opportunities[J]. Biomedicines， 2023， 11（11）： 2937.

[43] 羅滿平， 孟瑛瑛， 李德民， 等. AmpC酶抑制劑篩選方法的建立及136種中藥材活性評價[J]. 中草藥， 2023， 54（19）： 6351–6361.

[44] 何明， 吳崢嶸， 李淵， 等. 雙黃連、清開靈對耐藥大腸埃希菌R質粒及β-內酰胺酶的影響[J]. 北京中醫藥大學學報， 2012， 35（2）： 105-108.

[45] 蘆亞君. 中藥逆轉大腸埃希菌對β-內酰胺類抗生素耐藥性的實驗研究[D]. 蘭州： 蘭州大學， 2007.

[46] LIU B G， XIE M， DONG Y， et al. Antimicrobial mechanisms of traditional Chinese medicine and reversal of drug resistance： A narrative review[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci， 2022， 26（15）： 5553–5561.

[47] 尚偉， 王雪松， 鄒大陽， 等. 清開靈注射液提取物及清開靈注射液與抗生素聯合對含blaNDM-1超級細菌的抑菌效果[J]. 中國中西醫結合雜志， 2013， 33（4）： 506–509.

（收稿日期：2025–02–27）

（修回日期：2025–06–18）