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目的:假体周围感染(Prosthetic Joint Infection PJI)是关节置换术后最可怕的并发症之一,目前针对PJI的治疗方法包括抗生素的运用、一期翻修、二期翻修以及清创更换衬垫保留假体等,但抗生素的滥用和耐药菌的形成给PJI的治疗带来巨大挑战。本研究旨在1)通过回顾性的研究我科PJI病例的常见感染病原菌、中医辨病辨证及选方用药,寻找岭南地区PJI的常见病原菌、证型及有效方药;2)通过网络药理学方法寻找我院PJI常用方药中的有效单体成分;3)并通过体外实验,初步探索抑制MRSA的有效单体成分;4)最终通过网络药理学方法探索该有效成分治疗PJI的可能通路。方法:本研究回顾性的选取了在2013年8月至2020年8月于广州中医药大学第一附属医院因人工髋、膝关节置换术后行一期翻修、二期翻修的患者,通过搜集其中医证型、细菌种类、术前及术后服用的方药等相关治疗,利用频次分析的方法,寻找岭南地区PJI患者常见的病原菌、辨证分型及选方用药。利用网络药理学方法对常见的方药进行分析,并从中选出多个具有潜在治疗PJI可能的有效单体活性成分。并通过测量药物对浮游细菌最小抑菌浓度(Minimum Inhibitory Concentration MIC)、最小杀菌浓度(Minimum Bactericidal Concentration MBC)、联合抑菌浓度指数(Fractional Inhibitory Concentration Index FICI)、生长曲线以及药物对Ti-6Al-4V钛金属片表面生物膜(活菌计数法及电镜观察)的影响等多种实验方法测定所选中药单体成分的抑菌能力。并利用Gene Cards人类基因数据库、STRING平台、KOBAS数据库及Cyto Scape平台寻找单体成分治疗PJI的潜在通路及可能途径。结果:本研究最终纳入96例PJI患者,其中细菌培养阴性35例(36.46%),耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus MRSA)9例(9.38%),金黄色葡萄球菌(Staphylococcus Aureus SA)17例(17.71%),表皮葡萄球菌10例(10.42%),无乳链球菌5例(5.21%),其余包括铜绿假单胞菌、大肠埃希菌和星座链球菌等。从证型上看实证多虚证及虚实夹杂证少,实证中最常见的为湿热蕴结证,为32例(33.33%),其次为热毒蕴结证16例(16.67%),虚证中最常见者为肝肾亏虚证,共9例(9.38%),虚实夹杂之正气亏虚,邪毒留滞10例(10.42%)。而在证素的分布上,也表现为实证多而虚证少,最多者为热邪52例(54.17%),其次为湿邪44例(45.83%)。术前用方中,使用仙方活命饮32例(33.33%),五味消毒饮17例(17.70%)和桃红四物汤13例(13.54%)。而在术后用方中,使用四君子汤30例(31.25%),其后为参苓白术散17例(17.70%)和仙方活命饮16例(16.67%)。因此,发现PJI中仙方活命饮、五味消毒饮、桃红四物汤和参苓白术散(包括四君子汤)使用最为广泛。通过网络药理学等方法选取了绿原酸、槲皮素、木犀草素、月桂酸、山奈酚、黄芩苷、抗坏血酸、吡多素及黄连素等9种中药单体并将作为对照的万古霉素、左氧氟沙星和庆大霉素纳入实验研究。在临床中对的一例MRSA感染PJI患者进行细菌标本的取样和培养,作为实验用病原菌(MRSA-x)。实验发现,各类单体活性成分均能一定程度上抑制MRSA-x的生长。其中最优者为月桂酸,月桂酸的MIC明显优于作为对照的抗生素左氧氟沙星和庆大霉素,而槲皮素和山奈酚的MIC基本与两抗生素相同。而对于中西药联合抗菌作用的实验发现,大部分中药单体活性成分和左氧氟沙星或庆大霉素联合使用对浮游的MRSA-x菌都呈相加作用,而其中木犀草素和庆大霉素联合使用以及山奈酚和庆大霉素联合使用则呈协同作用,但抗坏血酸和左氧氟沙星联合使用则呈不相关作用。在多种中药单体成分及万古霉素对Ti-6Al-4V钛金属片表面生物膜影响的实验中,月桂酸作用最为明显,当药物浓度≥4MIC,超声裂解液活菌计数为0。在生长曲线实验中发现,当药物浓度为≥2MIC时,可见所有经药物处理的MRSA均未有明显增长;当药物浓度为MIC时,MRSA-x相较4MIC和2MIC处理组有极少的增长;而当药物浓度为≤1/2MIC时,可见经各药物处理的MRSA-x均有明显生长,生长速度呈左氧氟沙星>庆大霉素>月桂酸>万古霉素。万古霉素和月桂酸联合使用对Ti-6Al-4V钛金属片表面生物膜抑制作用的实验结果显示,两药联合使用时,若月桂酸达到4MIC时,万古霉素抑制钛金属片表面MRSA-x生物膜的浓度仅为1/2MIC;同样若万古霉素达到4MIC时,月桂酸抑制钛金属片表面MRSA-x生物膜的浓度下降为1/2MIC。最后,通过网络药理学方法,发现月桂酸对PJI的治疗作用可能作用于酮戊二酸脱氢酶(Oxoglutarate Dehydrogenase OGDH)、琥珀酸脱氢酶A(Succinate Dehydrogenase A SDHA)、SDHB和SDHD等多个相关靶基因以及影响细菌三羧酸循环(TCA cycle)、A粒体呼吸链复合物II,琥珀酸脱氢酶复合物(泛醌)(mitochondrial respiratory chain complex II,succinate dehydrogenase complex(ubiquinone))和电子转移活性(electron transfer activity)等。结论:研究结果显示,SA是临床PJI最为常见的病原菌,湿热蕴结证型及湿邪证素为在岭南地区PJI中最多见。仙方活命饮、五味消毒饮、桃红四物汤和参苓白术散(包括四君子汤)对本病治疗运用广泛,效果甚优。在中药单体成分层面而言,月桂酸无论是对浮游菌亦或是钛金属片表面生物膜的抑制作用均较为出众,甚至优于左氧氟沙星及庆大霉素这类临床常用的抗生素。这可能与月桂酸作用于琥珀酸脱氢酶并影响三羧酸循环有关。