噬菌体与黏菌素联用对产膜耐黏菌素阴沟肠杆菌复合体的体外协同杀菌效应研究

【字体: 时间:2025年09月07日 来源:The Microbe CS0.7

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  为解决耐黏菌素阴沟肠杆菌复合体(ECC)引发的生物膜感染难题,研究人员开展噬菌体(ΦENT1)与黏菌素联合治疗研究。通过时序优化发现,先给予106 PFU/mL噬菌体6-8小时后追加亚抑菌浓度黏菌素(65.42/32.71/16.35 μg/mL),可完全清除浮游菌和生物膜,使黏菌素MIC降低4-8倍。该研究为应对"后抗生素时代"耐药危机提供了创新性联合治疗方案。

  

在抗生素耐药危机日益严峻的背景下,耐黏菌素阴沟肠杆菌复合体(Enterobacter cloacae complex, ECC)引发的医院获得性感染已成为临床重大挑战。这类病原体不仅能形成顽固的生物膜(Biofilm),其耐药基因如blaNDM-1和pmrA更使其对"最后防线"抗生素黏菌素(Colistin)产生抵抗。面对日益枯竭的抗生素研发管线,科学家们将目光重新投向百年前发现的噬菌体(Bacteriophage)疗法。但单一噬菌体治疗存在宿主谱窄、易诱发突变等问题,如何通过合理组合策略实现协同增效成为关键科学问题。

研究人员从印度阿拉哈巴德大学临床样本中分离出51株阴沟肠杆菌,通过VITEK-2系统和物种特异性引物鉴定,并选择3株耐黏菌素菌株(包括全基因组测序确认的E. hormaechei GNENT32和E. cloacae GNENT05/GNENT45)开展研究。这些菌株携带rmtC、blaNDM-1等耐药基因,黏菌素MIC高达130.15 μg/mL。从环境样本中筛选出裂解率达70.6%的ΦENT1噬菌体,电镜显示其属于肌尾病毒科(Myoviridae),能在pH4-10和-80°C至60°C保持活性。

研究采用三大关键技术:1) 时序治疗设计分为噬菌体优先(PF)、同步给药(SIM)和抗生素优先(AF)三种模式;2) 生物膜定量通过结晶紫染色结合微孔板法;3) 交叉耐药评估采用肉汤稀释法测定MIC变化。特别关注不同MOI(0.001-1)噬菌体与亚抑菌浓度黏菌素的组合效应。

研究结果显示:在浮游菌杀灭实验中,PF组(噬菌体提前8小时)实现9 log10CFU/mL的细菌清除,显著优于SIM组(7 log)和AF组(4 log)。时序优化发现6-8小时间隔给药最有效,此时106 PFU/mL噬菌体可使黏菌素MIC下降4-8倍。生物膜实验中,PF组残留生物量仅18.7%,而单用噬菌体为46.8%,单用抗生素则几乎无效。剂量效应曲线显示106-108 PFU/mL为最佳治疗窗。

分子机制分析揭示,噬菌体可能通过以下途径增强抗生素效果:1) 破坏LPS层促进黏菌素渗透;2) 表达解聚酶降解胞外基质;3) 干扰群体感应(Quorum Sensing)系统。值得注意的是,部分经PF处理的菌株出现持久性表型改变,对黏菌素敏感性持续提高,这为逆转耐药性提供了新思路。

该研究创新性地证实:时序优化的噬菌体-抗生素联合策略可突破生物膜屏障,有效解决阴沟肠杆菌复合体的黏菌素耐药难题。特别重要的是,6-8小时的给药间隔既能保证噬菌体充分增殖,又可避免细菌产生适应性突变。这一发现为临床治疗提供了可操作的时间框架,106 PFU/mL的噬菌体剂量也符合转化医学要求。研究团队指出,这种"生物-化学"联合疗法不仅能恢复现有抗生素的敏感性,还可大幅降低用药剂量,减少毒副作用和耐药选择压力。未来需在动物模型中验证该策略对内毒素释放的影响,并探索其对其他"超级细菌"的普适性。

这项发表于《The Microbe》的研究,为后抗生素时代的感染控制提供了创新范式。通过精准调控生物制剂与小分子药物的时空作用关系,有望重新激活已失效的抗生素武器库,这对应对全球耐药危机具有重大战略意义。研究揭示的"噬菌体致敏"现象,更为开发新型耐药逆转剂开辟了全新研究方向。

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