噬菌体LS1与LUZ24对铜绿假单胞菌浮游和生物膜状态的协同杀菌作用及其治疗潜力

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Antimicrobial Agents and Chemotherapy 4.1

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  本研究揭示了Pbunavirus LS1和Bruynoghevirus LUZ24噬菌体通过靶向铜绿假单胞菌(PA)的脂多糖O抗原和Psl多糖,在浮游状态和生物膜中展现互补杀菌活性。两种噬菌体组合可抑制早期生物膜形成并延缓成熟生物膜再生,且wzy突变株对LUZ24敏感性增强,为多重耐药PA感染的噬菌体疗法提供新策略。

  

噬菌体与宿主的精准博弈

铜绿假单胞菌(PA)作为ESKAPE耐药病原体代表,其生物膜相关感染亟需新型治疗手段。研究团队筛选出四种裂解性噬菌体:Pbunavirus LS1属的PP1450/PP1777和Bruynoghevirus LUZ24属的PP1792/PP1797,通过基因组比对发现其尾丝蛋白变异与宿主范围差异相关。

受体识别机制的突破
LS1噬菌体以脂多糖(LPS)O链为受体,wzy基因突变导致10-6频率的耐药性;而LUZ24噬菌体首次被证实通过Psl多糖吸附,pslA/pslD突变使耐药频率达10-5。有趣的是,wzy突变株在丰富培养基中反而增强LUZ24吸附效率,揭示O链对Psl受体的屏蔽效应。

培养基决定战局胜负
在基本培养基MMMa中,细菌表面Psl表达量较丰富培养基Lennox提升14倍,使LUZ24噬菌体清除率显著提高。模拟肺部环境的痰培养基和低氧条件下,LUZ24同样展现优势活性,提示其在慢性感染中的治疗潜力。

生物膜攻坚战的协同战术
医疗导管7小时生物膜实验中,LUZ24单独处理即可减少90%生物膜基质,而LS1与LUZ24联用能完全抑制48小时内再生。成熟生物膜(16小时)的清除呈现时序差异:LS1在8-21小时启动裂解,LUZ24延迟3-10小时跟进,双噬菌体组合虽未加速进程但彻底阻断反弹。

耐药性演化的攻防转换
基因测序发现galU缺失突变可同时抵抗两类噬菌体,但出现频率仅10%。更常见的是wzy突变株对LUZ24的"代偿敏感"现象,以及fklB/rocS1等新型耐药机制。这些发现为设计序贯治疗策略提供了分子基础。

该研究不仅阐明环境因素如何调控噬菌体-宿主互作,更证明针对不同生活状态的PA采用噬菌体组合治疗的临床价值。特别是Psl靶向噬菌体的发现,为呼吸机相关性肺炎等生物膜相关感染开辟了新治疗途径。

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