从废水中分离出针对耐药铜绿假单胞菌的新型噬菌体PSA-KC1:为囊性纤维化患者带来新希望

【字体: 时间:2025年02月25日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对囊性纤维化患者中耐药铜绿假单胞菌感染问题,开展噬菌体疗法研究,成功分离并鉴定新型噬菌体PSA-KC1,其对68%的耐药菌株有效,有望成为安全的治疗候选方案,为抗生素耐药性挑战提供新思路。

  囊性纤维化(Cystic Fibrosis, CF)是一种常见的遗传性疾病,主要影响肺部和消化系统,导致黏液分泌异常,引发反复感染。其中,铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是CF患者中最常见的致病菌之一,且常表现为多药耐药(Multidrug Resistance, MDR),给治疗带来巨大挑战。近年来,噬菌体疗法作为一种新兴的抗菌策略受到关注。噬菌体是专门感染细菌的病毒,具有特异性高、副作用小等优点,尤其在抗生素耐药性日益严重的背景下,展现出巨大潜力。
为解决CF患者中耐药铜绿假单胞菌感染问题,国内某研究团队从废水中分离出一种新型裂解性噬菌体PSA-KC1,并对其进行了全基因组测序和特性分析。研究发现,PSA-KC1噬菌体对25株耐药铜绿假单胞菌中的17株(68%)具有良好的裂解效果,且不含毒性因子、抗生素耐药基因或整合酶基因,具有作为噬菌体疗法的安全潜力。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为CF患者的治疗提供了新的思路和希望。
在研究过程中,研究人员首先从CF患者的痰液样本中分离出25株耐药铜绿假单胞菌。随后,通过双层平板法从废水中筛选出具有裂解活性的噬菌体,并对PSA-KC1噬菌体进行纯化和鉴定。通过一步生长曲线分析,确定了PSA-KC1的潜伏期约为35分钟,裂解量约为85 PFU/mL。此外,研究人员还评估了PSA-KC1在不同温度和pH条件下的稳定性,发现其在37℃至45℃的温度范围内以及pH 7的条件下表现出最佳活性。通过对PSA-KC1全基因组测序分析,发现其基因组长度为43,237 bp,GC含量为53.6%,共预测到65个基因,其中46个基因被注释为参与噬菌体复制、包装或裂解的结构蛋白。基因组分析还表明,PSA-KC1与Pseudomonas phage 73(GenBank: NC_007806.1)具有最高的相似性(96.4%的同源性,94%的覆盖率)。
在噬菌体活性测试中,PSA-KC1对17株铜绿假单胞菌的感染效率(Efficiency of Plating, EOP)测试显示,8株菌株的EOP值≥0.5,表明这些菌株对噬菌体高度敏感;6株菌株的EOP值在0.1至0.5之间,表现出中等感染效率;3株菌株的EOP值在0.001至0.1之间,感染效率较低。此外,研究人员还将PSA-KC1与商业噬菌体鸡尾酒Pyophage进行了比较,发现Pyophage对22株(88%)耐药菌株有效,而PSA-KC1的有效率为68%。尽管Pyophage的总体有效率略高于PSA-KC1,但PSA-KC1作为一种新型噬菌体,其对耐药菌株的裂解活性仍显示出良好的应用前景。
研究结论指出,PSA-KC1噬菌体作为一种新型的裂解性噬菌体,对CF患者中耐药铜绿假单胞菌具有显著的抗菌活性,且其基因组特征表明其具有作为噬菌体疗法的安全性。该研究不仅为CF患者的治疗提供了新的候选噬菌体,还强调了从环境中分离新型噬菌体的重要性,尤其是在抗生素耐药性日益严重的背景下。未来的研究可以进一步探索PSA-KC1在临床应用中的潜力,以及与其他治疗方法联合使用的可能性,为CF患者提供更有效的治疗方案。
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