新型溶菌性噬菌体增强了达巴万星、达托霉素和磷霉素对耐万古霉素肠球菌的抗菌膜活性

《Microbiology Spectrum》：Novel lytic phages improve the antibiofilm activity of dalbavancin, daptomycin, and fosfomycin against vancomycin-resistant enterococci

针对耐万古霉素肠球菌（VRE）生物膜感染，本研究分离出靶向肠球菌的两种新型噬菌体CUB-FM和CUB-FS，通过基因组测序和透射电镜确认其严格裂解特性及安全性。评估噬菌体与达巴万星、多粘菌素B和磷霉素联用效果，发现CUB-FM与达巴万星协同作用显著抑制肠球菌（E. faecium）生物膜代谢（ΔtMax达22.3小时），CUB-FS与达巴万星或磷霉素联用对肠球菌（E. faecalis）生物膜实现完全清除。证实噬菌体-抗生素协同策略能有效突破生物膜屏障，为VRE相关植入物感染提供新疗法。

　　在现代医学领域，植入物相关感染（如假体周围关节感染，PJI）仍然是一个重大挑战，特别是在涉及耐药菌株的情况下。其中，耐万古霉素肠球菌（VRE）因其对传统抗生素的耐受性，成为临床治疗中的难点。由于VRE能够在植入物表面形成生物膜，这不仅降低了抗生素的渗透能力，还增强了其对宿主免疫系统的抵抗性，导致感染难以根除。因此，寻找新的治疗策略成为解决这一问题的关键。

本研究聚焦于一种新型治疗手段——噬菌体疗法，结合抗生素使用，以提高对VRE生物膜的清除效果。通过从医院污水中分离出两种新型裂解性噬菌体——CUB-FM和CUB-FS，分别针对肠球菌属的两种常见菌种，即粪肠球菌（E. faecium）和屎肠球菌（E. faecalis）。这两种噬菌体在基因组测序和透射电镜（TEM）分析中表现出良好的特性，如严格的裂解性、无溶菌基因、无毒力或抗性基因，从而确保其在临床应用中的安全性。研究还发现，CUB-FM属于Salasmaviridae家族，而CUB-FS则属于Herelleviridae家族，这两种噬菌体在形态和功能上均显示出独特的适应性。

进一步的实验表明，这些噬菌体在体外对VRE生物膜具有显著的清除效果。在单独使用时，CUB-FM在1012 PFU/mL时表现出最佳的抗菌活性，而CUB-FS则在10? PFU/mL时达到最优效果。这表明，不同菌株可能需要不同的噬菌体剂量以实现最佳治疗效果。值得注意的是，当噬菌体与最后一线抗生素（如达巴万星、达托霉素和磷霉素）联合使用时，其抗菌效果得到了显著增强。特别是在与达巴万星联合使用时，CUB-FM和CUB-FS分别对E. faecium和E. faecalis生物膜展现出强烈的抑制作用，其中CUB-FS与达巴万星或磷霉素的组合甚至能够完全清除E. faecalis的生物膜。

研究结果揭示了噬菌体与抗生素协同作用的潜力。在某些情况下，这种协同作用可以达到加成或协同效应，意味着两者结合后的治疗效果远超单独使用任一药物的效果。例如，在E. faecalis生物膜中，CUB-FS与达巴万星或磷霉素在10倍MIC浓度下能够实现完全清除，而在E. faecium中，CUB-FM与达巴万星的组合则显示出最强的抑制作用。这些发现不仅为治疗耐药性生物膜相关感染提供了新的思路，也为个性化治疗策略的发展奠定了基础。

此外，研究还探讨了噬菌体与抗生素协同作用的潜在机制。例如，噬菌体能够通过破坏生物膜结构，增强抗生素的渗透能力，从而提高其对细菌的杀灭效率。同时，这种双重作用可能有助于延缓细菌产生抗性，降低耐药菌株的出现概率。这些机制在体外实验中得到了验证，并且与已有的临床研究结果相吻合，进一步支持了噬菌体与抗生素联合使用的可行性。

然而，本研究也存在一些局限性。首先，所使用的菌株数量有限，仅包括一个临床E. faecium VRE分离株和一个实验室参考E. faecalis ATCC 51299菌株，这可能影响结果的普遍性。因此，未来的研究应涵盖更多VRE菌株，以更好地反映其遗传和表型多样性。其次，本研究仅采用等温微热量计（microcalorimetry）评估抗生素和噬菌体的抗菌活性，这种方法虽然能够提供敏感、实时且非侵入性的代谢活动监测，但无法直接量化细菌数量，因此需要谨慎解释结果。尽管如此，已有研究表明，通过监测最大热流峰值（HF_Max）和达到最大热流时间（t_Max）等参数，可以有效评估抗菌效果，从而支持该方法的可靠性。

综上所述，本研究通过体外实验验证了噬菌体与抗生素联合使用在治疗VRE生物膜相关感染中的潜力。CUB-FM和CUB-FS这两种新型噬菌体不仅展现出针对特定肠球菌菌株的高效抗菌活性，还与达巴万星和磷霉素等抗生素产生了显著的协同效应。这些发现为未来开发更有效的生物膜清除策略提供了理论依据和实验支持，尤其是在当前抗生素耐药性问题日益严峻的背景下。进一步的体内研究和临床试验将有助于评估这些噬菌体在实际治疗中的效果，并探索其在复杂感染治疗中的应用前景。