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一种常见于日常食物中的化合物可能在对抗……方面具有意想不到的潜力
一种常见于日常食品中的化合物可能在对抗抗生素耐药性方面具有意想不到的潜力。
一种存在于日常食物中的化合物可能为减缓现代医学面临的最紧迫威胁之一提供新途径。研究人员在《工程学》杂志上发表报告称，肉桂酸（一种存在于肉桂中的天然物质，广泛用作食品添加剂）可以干扰细菌传播抗生素耐药性的方式。
抗生素耐药性正日益成为全球危机。世界卫生组织警告称，随着细菌不断进化出对常用药物的防御机制，常见感染的治疗难度也越来越大。仅在美国，每年就有超过280万人因抗生素耐药性感染而患病，超过3.5万人死亡。这种耐药性迅速蔓延的主要原因不仅是细菌变异，还有细菌直接交换遗传物质的能力。
这种交换通常通过质粒接合发生，细菌之间通过质粒（一种小型DNA分子）相互传递的过程进行。这些质粒可以携带强大的耐药基因，例如mcr-1、bla、NDM-1和tet(X4)，使得即使是不相关的细菌物种也能迅速获得耐药性。由于许多候选化合物要么具有毒性，要么在生物系统中无法有效发挥作用，因此阻断这一过程的努力十分有限。
为了弥补这一研究空白，研究人员对肉桂酸进行了研究。这种植物来源的化合物是人类饮食的一部分，并且在许多物种体内天然产生，作为一种防御分子。研究团队在受控的实验室环境、模拟肠道环境和活体动物中测试了肉桂酸的作用，重点关注几种与临床感染密切相关的质粒。
阻止基因转移而不损害生长
肉桂酸并非直接杀死细菌，而是似乎会破坏细菌传递遗传信息的能力。结果表明，肉桂酸以浓度依赖的方式降低了多种耐药质粒的转移率。重要的是，在测试浓度范围内，肉桂酸对细菌生长没有显著影响。
荧光标记质粒追踪系统证实，CA可降低体外肠道微生物群落内的质粒转移。小鼠实验表明，口服CA也能以剂量依赖的方式降低体内接合频率，提示该化合物在真实生物条件下仍具有活性。
进一步分析揭示了碳酸酐酶（CA）产生这些效应的机制。转录组学数据显示，CA会破坏三羧酸循环，从而削弱电子传递链并降低质子动力势。结果，细胞内ATP水平下降，限制了结合所需的能量。CA还会抑制参与配对形成、DNA转移和复制的基因，同时略微增加供体细胞外膜的通透性。
安全性和生物相容性
小鼠安全性试验表明，CA治疗后未出现明显的有害影响。体重保持稳定，主要器官结构也未发生明显变化。
肠道微生物群的组成和多样性也保持不变，这支持了该化合物在体内使用的良好安全性。
总体而言，研究结果表明肉桂酸是一种广谱质粒接合抑制剂，其作用机制是通过干扰细菌能量代谢。由于肉桂酸已被广泛食用且被认为安全，因此它有望成为目前减缓抗生素耐药性传播策略的实用补充。研究结果也鼓励进一步研究靶向代谢的天然化合物，以控制医疗、农业和环境领域的基因转移。
