两种GH20家族糖苷水解酶降解临床和兽医源金黄色葡萄球菌生物被膜的活性比较

《Acta Biomaterialia》：Comparison of Biofilm-Degrading Activities of Two Glycoside Hydrolase Family 20 Enzymes against Clinical and Veterinary β-1,6-poly-N-acetyl-D-glucosamine-dependent Staphylococcus aureus Isolates

本研究揭示了两种糖苷水解酶（GH）ApGH20和ChGH20通过特异性降解β-1,6-N-乙酰-D-葡萄糖胺（PNAG）有效瓦解金黄色葡萄球菌（S. aureus）生物被膜，显著增强庆大霉素（gentamicin）的杀菌效果，为应对耐药菌感染提供了酶疗法新策略。

　　

分子表征金黄色葡萄球菌菌株

尽管金黄色葡萄球菌03是一株对甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌（MSSA）菌株，对β-内酰胺类和利福平耐药，但它与USA300克隆株（一种在北美广泛传播并与社区获得性感染相关的ST8型、t008型的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）菌株）亲缘关系很近。最近，巴西医院也有该菌株的报道。

关于在金黄色葡萄球菌03基因组中发现的毒力基因，该菌株携带了肠毒素基因簇（egc），该簇包含sel、sel_m、sel_n、sel_o、sel_u和sel_v。此外，还检测到hlg、hlg_a、hlg_b、hlg_c、luk_D、luk_E、luk_X、luk_Y以及sak和scn基因。值得注意的是，sak和scn是人类免疫调节因子，通常由温带噬菌体携带。然而，在金黄色葡萄球菌03中，这些基因位于一个20,731 bp的质粒上，该质粒与从金黄色葡萄球菌分离株p04-0180中鉴定出的质粒p04-0180_1（登录号CP073553.1）具有99.97%的序列相似性。该质粒还携带一个推定的III型毒素-抗毒素系统。

结论

鉴于大多数抗菌药物在治疗由细菌生物被膜引起的感染方面疗效有限，使用糖苷水解酶为提高其疗效提供了一种有前景的替代方案。在当前对新抗菌药物研发投入不足的背景下，这一点尤为关键。

本文研究的两种糖苷水解酶均能有效抑制从人类感染中分离的金黄色葡萄球菌菌株生物被膜的形成，并能降解已形成的生物被膜。此外，这两种酶对从牛乳腺炎中分离的几种兽医源金黄色葡萄球菌菌株也表现出活性。值得注意的是，ApGH20在降解金黄色葡萄球菌生物被膜方面的活性比ChGH20高出近三个数量级，但这两种酶均能以不同的剂量类似地增强庆大霉素杀灭人类分离的金黄色葡萄球菌的能力。这些发现进一步证明，将糖苷水解酶与抗菌药物联合应用，是治疗由致病性金黄色葡萄球菌菌株引起的感染的一种有前途的策略。