《South African Journal of Botany》：Synergistic antibacterial effects of clove essential oil and eugenol with ciprofloxacin against MDR Gram-negative bacteria:
in vitro and
in silico approaches
编辑推荐：
丁香油精油及丁香酚与环丙沙星联用显著增强对多重耐药革兰氏阴性菌（如铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌）的抗菌效果，MIC值降低16倍，并验证协同机制与药代动力学特性。
索森·吉拉尼（Saoussen Jilani）| 海亚·拉希德·穆罕默德·阿尔塔米米（Haya Rashid Mohammed AlTamimi）| 西赫姆·巴亚尔（Sihem Bayar）| 萨尔瓦·艾哈迈德·洛特菲（Salwa Ahmed Lotfi）| 马莱克·贝斯贝斯（Malek Besbes）| 科卢德·阿尔-沙姆里（Kholoud Al-Shammery）| 阿姆尔·法鲁克（Amr Farouk）| 瓦利德·本·塞尔玛（Walid Ben Selma）
沙特阿拉伯海伊尔大学（University of Ha’il）理学院生物系，地址：2440，海伊尔市，邮编81451
摘要
由多重耐药（MDR）革兰氏阴性细菌引起的全球感染率上升，这些细菌包括鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）、肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）和铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa），对公共卫生构成了严重威胁，因此迫切需要开发有效的协同治疗策略。本研究调查了芳香胶木（Syzygium aromaticum）精油（Syz.arom-EO）及其主要成分丁香酚（eugenol）与环丙沙星（ciprofloxacin）联合使用对多重耐药菌株的杀菌效果和协同作用，并评估了它们的药代动力学特性。GC–MS分析表明，该精油属于丁香酚化学类型，其中丁香酚为主要成分（占85.454%），其次是丁香酚乙酸酯（6.88%）和β-石竹烯（4.92%）。Syz.arom-EO产生的抑菌圈直径为15–22毫米，最小抑菌浓度（MIC）为1.25–2.5毫克/毫升；所有多重耐药菌株的MBC/MIC比值均为1（测试了13个菌株，p<0.05），表明其具有杀菌活性。重要的是，棋盘法实验显示，将Syz.arom-EO或丁香酚与环丙沙星联合使用时具有显著的协同效应（FICI<0.5，p<0.05）。这种组合显著增强了环丙沙星的效果，使其最小抑菌浓度降低了16倍，从而有效地将耐药菌株转变为敏感菌株（p<0.05）。此外，计算模拟（ADMETlab2.0和Deep-PK）证实，这些主要挥发性化合物具有良好的药物特性和药代动力学特性，但在安全性和溶解性方面存在挑战。通过多种分子对接方法发现，环丙沙星和丁香酚与拓扑异构酶IV（Gyrase B）和DNA旋转酶IV（Topoisomerase IV）的对接得分分别比单一或顺序对接更高（-11.12和-9.91千卡/摩尔）。整合天然化合物可能有助于重新利用抗生素治疗多重耐药感染，克服耐药性，为多重耐药革兰氏阴性细菌提供更安全有效的治疗选择。
引言
抗生素的发现彻底改变了细菌感染的治疗方式，挽救了数百万人的生命。然而，在过去二十年里，抗生素使用的增加导致了环境中的抗生素积累以及多重耐药（MDR）细菌的增多。医疗环境中多重耐药感染的激增对公共卫生构成了严重威胁。世界卫生组织（WHO）将抗生素耐药性列为21世纪三大公共卫生危害之一，并呼吁紧急研发新的治疗方法（Besbes等人，2025；Jilani等人，2025；Markowicz等人，2021；WHO，2024）。
多重耐药革兰氏阴性菌株，如肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌，在全球范围内日益普遍，并表现出多种耐药机制（Jeannot等人，2017；Magiorakos等人，2012；Tarchouna等人，2013）。由于抗生素的滥用以及大多数抗生素耐药性的增加，这构成了重大威胁（Sherry和Howden，2018；WHO，2024）。氟喹诺酮类药物，如左氧氟沙星和环丙沙星，常用于治疗这些细菌引起的严重感染，它们作用于拓扑异构酶IV和DNA旋转酶。耐药性通常源于编码这些酶的基因（parC、parE和gyrA、gyrB）的点突变，从而降低了药物的效果（Aldred等人，2014）。
许多来自药用植物的天然产物，特别是精油，已被研究用于治疗和预防多重耐药细菌引起的感染（Alibi等人，2022；Ben Selma等人，2025；Cebollada等人，2024）。然而，这些天然化合物的抗生素活性通常比传统抗生素弱，限制了其在临床中的应用。我们的研究（Alibi等人，2021；Ben Selma等人，2024a，2024b；Jilani等人，2025）以及先前的研究（Bastida-Ramírez等人，2024；Zhao等人，2024）表明，某些精油可以协同增强抗生素的效果。有报道称，某些精油（如薰衣草属和地中海百里香）与环丙沙星联合使用对多重耐药革兰氏阴性细菌具有显著的协同效应（Fadli等人，2012；Mohamed等人，2018；Nafis等人，2021a，2021b）。因此，这种体外协同作用需要在体内通过动物模型进行验证，并评估其毒性，才能用于临床。这可能促进组合疗法的发展，提高疗效并降低天然提取物和抗生素的最小抑菌浓度。
芳香胶木（Syzygium aromaticum）（L.）Merr. & L.M. Perry（桃金娘科）（Syz.arom-EO），俗称丁香，是一种来自桃金娘科的干燥花蕾，主要产自印度尼西亚、斯里兰卡、印度和中国南部等地（Cortés-Rojas等人，2014）。它是丁香精油的主要来源，富含丁香酚等酚类化合物，具有抗菌、杀虫、抗真菌和杀螨作用（Batiha等人，2020；Cortés-Rojas等人，2014；Maggini等人，2024）。此外，先前的研究报道了丁香酚与常规抗生素（如头孢他啶、磷霉素、多粘菌素和万古霉素）之间的协同作用（Lady等人，2023；Attaallah Ibrahim等人，2023；Kong等人，2023；Wang等人，2018；Hemaiswarya等人，2009）。该精油被FDA列为“公认安全”（GRAS）物质，可用于食品和制药行业（美国食品药品监督管理局，2024）。其抗氧化活性有助于抑制退行性疾病（Batiha等人，2020）。此外，它还适用于治疗牙齿问题、烧伤和伤口，并用于香水制造和组织清洁（Sarrami等人，2002）。
本研究旨在通过分析Syz.arom-EO精油来寻找新的抗生素辅助剂，以治疗多重耐药菌株。它评估了该精油对肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌的杀菌效果，并研究了将其与环丙沙星联合使用的效果。同时，还单独及联合使用丁香酚对其抗菌效果进行了研究。此外，通过单配体对接和多配体同时对接（MLSD）的计算机模拟，全面了解了丁香酚与环丙沙星对两种细菌靶标（拓扑异构酶IV和DNA旋转酶IV）的协同作用机制。计算研究进一步评估了精油中关键活性化合物的理化性质、毒性特征、药代动力学和药物相似性。
部分内容摘录
Syz.arom-EO精油的萃取
Syz.arom-EO精油的提取采用Clevenger装置通过水蒸馏法进行。花朵从突尼斯苏塞的当地市场购买。为了完全提取生物活性化合物，将100克样品研磨成3–5毫米的颗粒，然后浸入700毫升蒸馏水中。提取过程持续2小时（参考Ben Selma等人，2024b）。提取得到的白色蒸馏液
细菌分离株的耐药性/敏感性测试
本研究使用了五种肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌分离株和三种铜绿假单胞菌分离株，这些分离株均因具有抗生素耐药性而被选中。这些细菌分离株的抗菌耐药性/敏感性通过EUCAST和CLSI推荐的纸片扩散法进行评估（CLSI，2018；EUCAST，2024）。所有这些菌株均被鉴定为多重耐药菌株，因为它们对以下抗生素类别具有耐药性：头孢菌素类
结论
研究结果明确表明，富含丁香酚（85.454%）的Syz.arom-EO和纯丁香酚与环丙沙星联合使用时，对多重耐药革兰氏阴性病原体（包括鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌）具有显著的协同抗菌效果。这种组合显著增强了环丙沙星的效果，使其最小抑菌浓度降低了16倍，并将耐药菌株转变为敏感菌株
资助
本研究得到了海伊尔大学（University of Ha’il）的支持，资助编号为R.G-24 111
数据可用性
本研究生成或分析的所有实验数据均包含在发表的文章及其补充信息文件中。
伦理批准
所有涉及临床多重耐药菌株的实验室操作均按照突尼斯莫纳斯提尔高等生物技术研究所的生物安全指南进行，符合BSL-2标准。未涉及人类或动物实验对象。
出版同意
作者声明与本研究、作者身份及文章的发表无关任何潜在的利益冲突。CRediT作者贡献声明
索森·吉拉尼（Saoussen Jilani）：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、可视化、验证、监督、资源协调、项目管理、研究实施、资金筹集、数据分析、概念构思。海亚·拉希德·穆罕默德·阿尔塔米米（Haya Rashid Mohammed AlTamimi）：项目管理、研究实施、资金筹集、概念构思。西赫姆·巴亚尔（Sihem Bayar）：资源协调、方法学设计。萨尔瓦·艾哈迈德·洛特菲（Salwa Ahmed Lotfi）：项目管理、研究实施、资金筹集、概念构思。马莱克·贝斯贝斯（Malek Besbes）：项目协调利益冲突声明
作者（索森·吉拉尼、海亚·拉希德·穆罕默德·阿尔塔米米、西赫姆·巴亚尔、萨尔瓦·艾哈迈德·洛特菲、马莱克·贝斯贝斯、科卢德·阿尔-沙姆里、阿姆尔·法鲁克、瓦利德·本·塞尔玛）声明没有利益冲突
致谢
作者感谢海伊尔大学对这项研究的资助（R.G-24 111）。作者感谢突尼斯马赫迪亚Taher Sfar大学医院的Mohamed Khedhr教授提供细菌菌株。
