用于测试新兴抗生素的新型高通量 离体 绵羊皮肤伤口模型

皮肤感染是一个重要的全球性问题，给世界各地的医疗保健提供者带来了巨大的经济成本。病原体对多重耐药性和生物膜形成的发展在伤口不愈合的流行中起着关键作用¹，²，^3，4。因此，皮肤和软组织感染是延长住院和随后^再次入院的更常见原因之一5。伤口愈合的延迟对患者和医疗保健提供者来说都是代价高昂的，据估计，美国每年约有 650 万患者受到影响。在英国，皮肤感染和相关并发症每年导致约75，000人死亡²，^4，6。

金黄色葡萄球菌（S. aureus） 是一种强大的伤口病原体，经常从患者伤口中分离出来^2，7。多重耐药性的出现率在2000年代急剧增加。在此期间，大约 60% 的急性细菌性皮肤和皮肤结构感染对耐甲氧西林 金黄色葡萄球菌¹ 呈培养阳性。在过去20年中， 葡萄球菌和其他病原体中耐多药菌株的数量不断增加，这表明迫切需要快速开发具有克服耐药性的新作用模式的抗生素。

然而，自 2000 年代初以来，抗生素发现计划一直以较长的开发时间和低成功率为主，只有 17% 的新型抗生素进入美国临床试验获得市场批准⁸.这表明新兴抗生素的 体外 检测结果与其临床结果之间存在差异。可以争辩说，这种差异主要是由于 体内 感染期间细菌生理学的差异以及在 体外 临床前阶段测试抗生素功效时常规微生物学方法的差异。因此，需要更能代表感染期间细菌生理学的新型实验室方法，以提高抗生素发现计划的成功率。

目前研究皮肤感染的方法包括活体动物（例如小鼠）、离体皮肤模型（例如猪）和3D组织工程皮肤模型（例如^{人类）的研究}9，^10，11，12。对活体动物的研究受到严格监管，通量相对较低。在动物模型中，伤害和感染会给动物带来巨大的痛苦，并引起伦理问题。人体皮肤模型，离体或组织工程，需要伦理批准，遵守当地和全球立法（人体组织法，赫尔辛基宣言），并且难以获得组织，有些要求需要数年才能满足^13，14。这两种模型类型都是劳动密集型的，需要大量的专业知识才能确保实验成功。目前一些离体皮肤感染模型需要预先接种的椎间盘和伤口床添加剂才能使感染;尽管这些模型非常有用，但在感染过程中存在局限性，因为添加剂限制了伤口床作为营养来源的利用¹⁰，^15，16，17。本研究中描述的模型不对伤口床使用添加剂，这确保了感染的病理学和活细胞计数是直接利用伤口床作为唯一营养来源的结果。

鉴于对新实验室方法的需求，已经开发出一种用于评估新兴抗生素疗效的新型高通量离 体 羊皮肤感染模型。皮肤感染研究面临许多挑战 – 高成本，伦理问题和无法显示全貌的模型^20，21。 离 体模型和3D外植体模型可以更好地可视化疾病过程以及更具临床相关性的模型对治疗的影响。这里描述了一种新的绵羊皮肤模型的建立，该模型简单，可重复，临床相关且具有高通量。选择绵羊皮肤是因为绵羊是通常用于模拟 体内感染反应的大型哺乳动物之一。此外，它们很容易从屠宰场获得，确保为研究提供稳定的皮肤供应，并且它们的尸体不会被烫伤，确保良好的组织质量。这项研究使用 金黄色葡萄球菌 作为典型病原体;但是，该模型适用于其他微生物。