阿奇霉素在儿童肺炎支原体脑炎治疗中的非抑菌效应及分子机制研究

Azithromycin is a first-line drug for the treatment of Mycoplasma pneumoniae encephalitis (MPE) in children, with a high cure rate. However, Mycoplasma pneumoniae has a high resistance rate to macrolides, so it is inconsistent with its high cure rate. Therefore, it is suggested that azithromycin may have the antibiotic-independent effects. Previous studies suggested that azithromycin may inhibit autophagy induced by Mycoplasma pneumoniae by down-regulating PTEN and re-activating PI3K/Akt/mTORC1 pathway, and then play a therapeutic role of MPE. To reveal the role, we designed the following in vitro and in vivo studies: 1) we will construct MPE mice, cerebrovascular endothelium and microglia mouse line treated with inactivated Mycoplasma pneumoniae in vivo and in vitro models, observe the therapeutic effect of azithromycin, and clarify the antibiotic-independent effects of azithromycin; 2) in order to reveal the role of antibiotic-independent effects of azithromycin, we will observe the changes of autophagy in the above-mentioned animal and cell models, by enhancing and inhibiting it, respectively; 3) in order to explore the molecular mechanism of azithromycin inhibiting autophagy induced by Mycoplasma pneumoniae, we will analyze the changes of PTEN/PI3K/Akt/mTORC1 pathway. Our study will reveal the molecular mechanism of antibiotic-independent effects of azithromycin for MPE in children, and provide new ideas for the treatment of the disease.

阿奇霉素是治疗儿童肺炎支原体脑炎的一线药物，其治愈率高。然而肺炎支原体对大环内酯类抗生素耐药率高，与其高治愈率相矛盾。由此推测，该药可能有非抑菌抗肺炎支原体脑炎作用。本组的前期研究提示阿奇霉素可能通过下调PTEN、重激活PI3K/Akt/mTORC1通路抑制肺炎支原体诱导的自噬，进而发挥抗肺炎支原体脑炎作用。为此，本课题将1）分别以灭活肺炎支原体脑炎小鼠模型、血管内皮损伤与小胶质细胞炎症模型，通过观察阿奇霉素的治疗作用，揭示阿奇霉素的非抑菌抗肺炎支原体脑炎的作用；2）在上述动物及细胞模型中观察自噬变化，并通过分别增强和抑制自噬，分析自噬在阿奇霉素的非抑菌抗肺炎支原体脑炎中的作用；3）通过分析PTEN/PI3K/Akt/mTORC1通路的变化，揭示阿奇霉素抑制肺炎支原体诱导自噬的分子机制。通过本课题，可发现阿奇霉素非抑菌抗肺炎支原体脑炎抑制作用的分子机制，为该病的治疗及新药开发提供新思路。

阿奇霉素是治疗儿童肺炎支原体脑炎（MPE）的一线药物，其治愈率高。尽管如此，前期研究及既往报道中均发现支原体（MP）对阿奇霉素的高耐药率和阿奇霉素对儿童MPE治疗的高敏感性不一致。由此推测，阿奇霉素除有直接抑菌作用外，还有潜在的非抑菌抗MPE作用。因此，本项目为揭示阿奇霉素对儿童MPE的非抑菌依赖治疗作用，并阐明该药诱导的自噬抑制在该过程中的作用，进行了以下研究：.（1）通过回顾性研究发现即使阿奇霉素没有直接作用于脑脊液中的致病病原体（肺炎支原体），但仍对部分患儿具有良好的疗效，提示阿奇霉素在治疗MPE中可能发挥了非抑菌效应。.（2）建立血管内皮损伤与小胶质细胞炎症模型，通过分析与细胞自噬相关的LC3BII/LC3BI蛋白表达水平在MP感染后以及阿奇霉素处理后的变化，发现：阿奇霉素处理小胶质细胞BV2细胞12h后，LC3BII/LC3BI表达水平随着刺激时间延长而逐渐下降，提示阿奇霉素可抑制BV2细胞的自噬.（3）通过研究阿奇霉素处理BV2细胞后细胞对MP吞噬作用的影响，发现：阿奇霉素处理BV2细胞12h后，细胞吞噬MP的数量明显增加，揭示了阿奇霉素抑制自噬与BV2细胞吞噬MP的作用密切相关。.（4）通过研究阿奇霉素处理的MP感染的BV2细胞与不处理的MP感染的BV2细胞培养液中细胞因子的浓度的差异，发现：MP显著诱导小胶质细胞炎症因子的释放，而阿奇霉素可抑制该作用。.（5）通过进行阿奇霉素调控MP感染后BV2细胞的转录组学研究的GO富集分析和KEGG通路分析，发现：阿奇霉素处理的MP感染的BV2细胞与不处理的BV2细胞两组的差异基因集中于氨基酸合成等代谢相关通路。.综上所述，团队完成了研究任务，发表1篇SCI文章，投稿1篇SCI文章，正在撰写1篇SCI文章，培养硕士研究生1名，不仅明确了阿奇霉素的非抑菌抗肺炎支原体脑炎的作用，而且通过观察阿奇霉素处理后感染MP的小胶质细胞自噬、炎症反应和吞噬的变化，初步阐明了阿奇霉素的非抑菌作用机制。