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禽致病性大肠杆菌(Avian Pathogenic coli,APEC)是肠外致病性大肠杆菌(Extraintestinal Pathogenic Escherichia coli,ExPEC)的重要成员。其基因组与新生儿脑膜炎大肠杆菌(Neonatal Meningitis Escherichia coli,NMEC)基因组具有高度同源性,相同的易感模型,是ExPEC重要的毒力贮库。APEC可引起家禽全身性感染或脑膜炎等疾病,具有潜在的人畜共患风险,严重威胁人类和动物健康。传统上使用抗生素治疗及预防细菌感染,尽管某些抗生素药物抗菌活性良好,但抗生素耐药性问题日益严重,且存在生物利用度有限、溶解度低、清除速度快、对健康器官的非特异性毒性高等缺点,因此抗生素在临床的使用受到了限制。使用新型抗生素脂质体制剂可在一定程度上降低耐药性发展和毒性风险。脂质体是由一个或多个磷脂双层构成的球形纳米颗粒,其作为抗生素递送载体具有一些优势,包括增加抗生素溶解度,增强稳定性,改善生物利用度,延长抗生素半衰期,提高组织靶向性及减小不良影响。因此本研究以头孢哌酮脂质体为研究对象,开展了头孢哌酮脂质体在体外及体内对APEC的抗菌效果研究。首先,通过对β-内酰胺,氨基糖苷类,大环内酯类,四环素类,林可霉素类的代表性抗生素进行敏感度测定,筛选出对APEC TW-XM最敏感的抗生素头孢哌酮。以头孢哌酮为包封对象,成功制备了包封率达到10.3±1.5%,平均粒径较小(83±1.419 nm),分子量分布范围较窄且非常均匀,体系较稳定(ζ-potential-55.5 mv),适合静脉注射的球形头孢哌酮脂质体(CPZ-Vesicae)。通过一系列体外抗菌试验检测了头孢哌酮脂质体的抗菌效果,不同pH环境下杀菌能力测定结果显示,pH分别为6.5、7.0、7.5的环境不影响头孢哌酮脂质体的稳定性和杀菌能力。最低抑菌浓度(Minimuminhibitoryconcentration,MIC)测定结果显示头孢哌酮脂质体的MIC为0.05 μg/mL,比游离头孢哌酮的MIC降低86%,表明脂质体作为载体显著提高了游离头孢哌酮的抗菌活性;时间杀菌曲线测定结果显示,游离头孢哌酮浓度达到1MIC时,抗菌活性达到饱和。而头孢哌酮脂质体抗菌活性随着药物浓度的升高而增强,呈现浓度依赖趋势;生物被膜形成能力测定结果显示头孢哌酮脂质体可抑制APEC生物被膜的形成。电镜观察头孢哌酮脂质体与APEC相互作用,发现大量脂质体附着在APEC表面,脂质体与细菌的外膜相互作用,引起膜变形。以小鼠脑微血管内皮细胞(mousebrain microvascular endothelial cells,bEnd.3)作为体外感染模型研究药物在细胞上的杀菌能力。CCK-8药物细胞毒性试验结果显示,32 μg/mL剂量内为安全剂量,对细胞没有毒性,不影响细胞增殖,表明头孢哌酮脂质体对细胞安全性高;比较头孢哌酮脂质体、游离头孢哌酮、空白脂质体对感染bEnd.3细胞的APEC杀菌能力,结果显示在药物作用2h后,头孢哌酮脂质体杀菌效率达到99%,与游离头孢哌酮处理组相比,抑菌作用明显。RT-qPCR检测了各处理组b.End3细胞炎症因子IL-6、IL-1β和TNF的表达,与无药物处理的感染组相比,头孢哌酮脂质体处理组细胞内IL-6、IL-1β和TNF的表达分别降低了 79%(p<0.0001)、82%(p<0.0001)、60%(p<0.05);与游离头孢哌酮处理组相比,头孢哌酮脂质体处理组细胞 IL-6、IL-1β 和 TNF 的表达分别降低了 56%(p<0.01)、72%(p<0.001)、55%(p<0.01)。综上所述,与游离头孢哌酮相比,头孢哌酮脂质体的体外抗菌活性更高。为研究头孢哌酮脂质体对感染小鼠体内APECTW-XM的杀菌作用,建立小鼠感染模型。为验证头孢哌酮脂质体的生物相容性和安全性,通过RT-qPCR检测小鼠心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏炎症因子IL-6、IL-1β和TNF的表达,结果显示注射200 μL(32 μg/mL)头孢哌酮脂质体具有生物安全性,对小鼠没有毒性,该剂量可用于后续体内抗菌试验。对小鼠进行腹腔注射接种APECTW-XM菌株后,静脉注射头孢哌酮脂质体治疗小鼠,通过组织器官的细菌定植和脏器炎症因子的表达评估药物的抑菌效果。结果显示,与头孢哌酮治疗组相比,106cfu攻毒时,头孢哌酮脂质体延长了小鼠感染APECTW-XM后的存活时间,降低了小鼠的死亡率,降低了细菌在脏器中的定植,降低了炎症因子的表达。体外体内试验结果表明,头孢哌酮脂质体可以降低游离头孢哌酮的MIC,提高游离头孢哌酮的抗菌活性,通过静脉注射进入血液后,缓慢释放抗生素,使血中循环量增加,抗生素消除缓慢,生物利用度提高,使得头孢哌酮脂质体的抗菌效果优于游离头孢哌酮。