新型肠球菌噬菌体XWef1的分离鉴定及其作为新属的分类学特征与潜在应用价值

《BMC Microbiology》：Isolation and characterization of a novel phage belonging to a new genus against Enterococcus faecium

本研究针对多重耐药肠球菌感染防控难题，从饲料添加剂工业废料中成功分离一株新型噬菌体XWef1。通过形态学观察、基因组测序及系统发育分析，证实其属于全新噬菌体属，具备裂解肠球菌faecium的活性，且在不同pH/温度条件下稳定性良好。该发现为噬菌体疗法提供了新的候选资源，对耐药菌生物防治及益生菌生产工艺优化具有双重意义。

　　

随着抗生素滥用导致的耐药性问题日益严峻，肠球菌faecium（Enterococcus faecium）作为常见的条件致病菌，其耐药株引发的感染已成为临床治疗的难点。这类细菌不仅存在于医院环境中，在动物肠道和食品工业中亦广泛分布，甚至可能通过食物链传播给人类。与此同时，益生菌产业中肠球菌faecium的大规模发酵生产常因噬菌体污染导致经济损失，亟需有效的防控策略。在这一背景下，噬菌体（bacteriophage）作为天然细菌“捕食者”，因其高特异性和裂解能力，重新成为抗感染研究的热点。

江西省科学院微生物研究所的Nie Junhui团队在《BMC Microbiology》发表研究，从当地饲料益生剂生产废料中分离到一株新型噬菌体Enterococcus phage XWef1，并系统阐明了其生物学特性、基因组特征及分类学地位。

研究采用的主要技术包括：通过双层琼脂平板法从工业废料中分离纯化噬菌体；透射电镜观察病毒形态；测定最适感染复数（MOI）和一步生长曲线评估增殖特性；pH与温度稳定性实验分析环境适应性；宿主范围测试使用26株实验室保存的肠球菌和乳酸菌菌株；全基因组测序（Illumina平台）及比较基因组学分析（ViPTree、VIRIDIC等工具）用于分类学鉴定。

形态学特征

噬菌体XWef1在电镜下显示典型的二十面体头部（直径约20 nm）和长尾结构（约150 nm），形态属于有尾噬菌体目（Caudovirales）。

生物学特性

XWef1在MOI=0.01时增殖效率最高，爆发量约57 PFU/细胞。其在pH 6–8和温度低于40°C时稳定性最佳，但宿主范围较窄，仅能裂解16株肠球菌faecium中的3株。

基因组与分类学分析

XWef1基因组为环状双链DNA（43,064 bp），GC含量34.93%，预测63个开放阅读框（ORFs），包含结构蛋白、DNA复制、宿主裂解（如holin和溶菌酶）等相关基因。与最相近的噬菌体（如vB_Efm_LG62）全基因组相似性低于70%，符合国际病毒分类委员会（ICTV）的新属界定标准。系统发育树显示其独立于已知噬菌体属，支持其作为新属的分类地位。

研究意义

该研究首次报道了一株属于新属的肠球菌faecium噬菌体，其基因组中未知功能蛋白（如22个假设蛋白）可能蕴含新的宿主互作机制。XWef1在发酵罐中（pH恒定6.2）的高效裂解活性提示其在工业益生菌生产中具有污染防控潜力，同时为多重耐药肠球菌感染的噬菌体疗法提供了候选资源。此外，其基因组与人体肠道微生物组中序列的高度相似性，暗示其可能源于肠道环境，为研究噬菌体-宿主在肠道生态中的共进化提供了新材料。