埃及鲍曼不动杆菌基因组中丝状原噬菌体的发现:生物膜形成与肠毒素性的潜在影响

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:BMC Microbiology 4

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  本研究针对鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)中丝状原噬菌体(FPP)的流行特征及其毒力调控机制展开探索。研究人员通过全基因组测序技术筛选18株临床分离株,发现50%菌株携带编码紧密连接毒素(Zot)的丝状噬菌体基因,并证实其与生物膜形成增强(P<0.05)和肠毒素活性相关。采用结晶紫染色、MTT细胞毒性实验及小鼠模型首次揭示FPP可能通过Zot毒素破坏肠道屏障功能,为理解多重耐药菌株的致病机制提供了新视角。

  

在抗生素耐药危机日益严峻的背景下,鲍曼不动杆菌作为"超级细菌"代表,其多重耐药特性已得到广泛研究,但隐藏在基因组中的丝状噬菌体如何调控致病性仍是未解之谜。这类病毒样颗粒能持续释放而不裂解宿主,在霍乱弧菌等病原体中已被证实可编码致命毒素,然而在鲍曼不动杆菌中的作用长期未被重视。

来自埃及Kasr Al-Ainy医院的研究团队在《BMC Microbiology》发表的研究,首次系统揭示了丝状原噬菌体在鲍曼不动杆菌流行克隆中的分布规律及其毒力增强效应。研究采用Illumina测序技术对18株临床分离株进行基因组分析,通过Zot基因标记筛查噬菌体序列;结合结晶紫染色定量生物膜形成能力;利用Caco-2细胞模型和BALB/c小鼠实验评估肠毒素活性;并采用ViPTree和BTXpred等生物信息学工具预测毒素功能。

研究结果显示:

  1. 丝状原噬菌体流行特征:50%菌株携带zot基因,主要分布于GC1、GC7和GC9克隆株。通过Bandage软件重构出4个完整FPP基因组(AfM2/AfM11/AfM15/AfM18),系统发育分析显示其与铜绿假单胞菌噬菌体Pf3亲缘最近。

  2. 生物膜形成增强:zot阳性菌株中66.6%形成强生物膜(BFI=6.8),显著高于阴性组(P=0.0156),提示FPP可能通过改变细菌表面特性促进定植。

  3. 肠毒素活性验证

    • 计算机预测显示所有Zot蛋白均具有外毒素特征
    • MTT实验证实zot阳性菌株上清对Caco-2细胞的IC50显著降低至19.44±0.58
    • 小鼠模型中出现典型腹泻症状,肠组织病理显示固有层炎症细胞浸润和水肿
  4. 分子机制线索:虽然Zot蛋白与霍乱弧菌同源蛋白仅15%相似性,但保留Walker A/B模体结构,可能通过类似P-loop NTPase机制破坏细胞连接。

这项研究的重要意义在于:首次建立丝状噬菌体与鲍曼不动杆菌毒力的直接关联,为临床分离株的致病性差异提供了新解释。发现FPP在流行克隆中的选择性分布提示其可能参与细菌适应性进化,而Zot介导的肠毒素效应为理解医院获得性腹泻提供了新机制。未来针对FPP的干预策略或可成为控制多重耐药菌传播的突破口。

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