靶向铜绿假单胞菌厌氧呼吸的氯酸盐疗法改善慢性伤口愈合

目的：铜绿假单胞菌是一种机会性病原体，可在伤口中形成慢性感染并建立生物膜。由于伤口环境普遍缺氧，铜绿假单胞菌可能依赖厌氧代谢（如硝酸盐呼吸）在伤口中存活。虽然硝酸还原酶（Nar）通常将硝酸盐还原为亚硝酸盐，但它也能将氯酸盐还原为亚氯酸盐——一种有毒氧化剂。因此，氯酸盐可作为前体药物特异性清除缺氧/无氧条件下进行硝酸盐呼吸的铜绿假单胞菌群体，这类细菌通常对传统抗生素治疗具有耐受性。方法：我们采用糖尿病小鼠慢性伤口模型，探究厌氧硝酸盐呼吸在维持铜绿假单胞菌慢性感染中的作用。结果：铜绿假单胞菌在伤口深处的无氧环境中形成生物膜。每日使用氯酸盐处理感染伤口可促进伤口愈合，其疗效与环丙沙星（一种能同时靶向需氧和缺氧/无氧铜绿假单胞菌群体的传统抗生素）相当。氯酸盐处理后的伤口显示出高质量愈合标志，包括良好形成的肉芽组织、上皮再生和微血管发育。功能缺失与获得实验表明，铜绿假单胞菌需要硝酸盐呼吸来建立慢性伤口感染并形成生物膜。创新点：本研究证明小分子氯酸盐通过靶向称为硝酸盐呼吸的厌氧代谢方式，可杀灭机会性病原体铜绿假单胞菌。结论：氯酸盐有望成为治疗多种细菌感染的潜在方案，特别是在氧气受限和/或病原体以生物膜形式生长的环境中，因为许多其他病原体同样具备Nar并依赖厌氧代谢存活。