埃及土壤源Streptomyces rochei ASN的双重生物活性:广谱抗菌与杀螺作用机制研究

【字体: 时间:2025年08月24日 来源:AMB Express 3.7

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  本研究针对抗菌耐药性(AMR)和血吸虫病传播控制两大全球健康挑战,从埃及土壤中分离出19株放线菌,筛选出具有广谱抗菌和杀螺活性的Streptomyces rochei ASN。通过优化培养条件(淀粉碳源、NaNO3氮源、25℃),其代谢产物对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和白色念珠菌(C. albicans)抑制率达86%,对曼氏血吸虫中间宿主B. alexandrina的LC50为26.85 ppm,并能破坏螺生殖腺和消化腺组织结构。该研究为开发新型生物防控剂提供了重要候选菌株。

  

抗菌药物耐药性(AMR)正以每年70万死亡病例的速度威胁全球健康,而血吸虫病通过中间宿主B. alexandrina螺传播,每年影响2.4亿人。传统化学杀螺剂带来的环境问题与临床耐药菌株的涌现,迫使科学家将目光转向天然微生物资源。放线菌——这个生产了临床70%抗生素的微生物类群,尤其是链霉菌属(Streptomyces),因其产生丰富次级代谢产物的能力,成为解决双重危机的潜在突破口。

埃及Ashmun农业区的土壤样本中,研究人员通过高温预处理和淀粉培养基筛选,获得19株放线菌。其中编号N-10的菌株经16S rDNA测序鉴定为Streptomyces rochei ASN(保藏号PQ673648),其对6种病原体(包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和曼氏青霉素)均表现出显著抑制活性。通过响应面优化发现,当以淀粉为碳源、硝酸钠为氮源、25℃培养8天时,其代谢产物对S. aureus的抑菌圈达24 mm,真菌抑制率超过84%。扫描电镜显示,20%浓度无菌滤液(CFS)可致E. coli细胞膜破裂、S. aureus生物膜瓦解,以及P. marneffei菌丝断裂等超微结构损伤。

在杀螺活性方面,该菌株CFS对B. alexandrina成螺的LC50和LC90分别为26.85 ppm和40.95 ppm,且呈浓度依赖性破坏螺卵孵化(6日龄卵孵化率仅8.02%)。组织学分析揭示,19.42 ppm浓度处理7天后,螺类雌雄同体腺出现卵母细胞核溶解、精子细胞离散,消化腺则呈现分泌细胞空泡化、消化细胞破裂等病理变化。值得注意的是,其对血吸虫幼虫的杀灭效果更显著——LC50浓度下1小时即可100%杀死毛蚴,较尾蚴快1倍。

关键技术包括:16S rDNA系统发育分析(MEGA11软件)、抗菌活性优化(单因素响应面法)、杀螺实验(WHO标准浸渍法)、组织病理学(H-E染色)以及SEM观察(JEOL IT200电镜)。样本来源为埃及Menoufia省农田土壤及Giza运河野生螺群。

研究结论指出,S. rochei ASN的协同作用机制可能源于其分泌的几丁质酶(水解真菌细胞壁和螺壳)与未知抗生素的复合效应。该菌株的独特价值在于:①突破传统抗生素来源局限;②提供环境友好的血吸虫病防控方案;③通过破坏螺类生殖系统实现种群控制。作者建议后续研究应聚焦活性成分分离鉴定及田间试验验证,以推动其向农业防疫和临床应用的转化。

这项发表于《AMB Express》的研究,首次系统揭示了埃及特有链霉菌株在公共卫生和农业领域的双重应用潜力,为应对AMR和热带病传播提供了创新思路。其创新性体现在:将抗菌与杀螺活性研究相结合,建立从分子鉴定到生态应用的完整证据链,并为开发多靶点生物制剂奠定基础。

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