《Microbial Pathogenesis》：Salmonella phage characterization and host-dependent responses relevant to cocktail formulation
编辑推荐：
•六种沙门氏菌噬菌体表现出多样的形态和复制动力学特征。•感染效率随感染复数的增加而降低。•替代实验表明在PU519上存在组合依赖的浊度差异。•多噬菌体鸡尾酒增强了宿主面板间的抑制连通性。•理性设计需要多参数选择而非单一特性。引言抗生素耐药性显著增加了对基于噬菌体的抗菌策略的兴
- •
六种沙门氏菌噬菌体表现出多样的形态和复制动力学特征。
- •
感染效率随感染复数的增加而降低。
- •
替代实验表明在PU519上存在组合依赖的浊度差异。
- •
多噬菌体鸡尾酒增强了宿主面板间的抑制连通性。
- •
理性设计需要多参数选择而非单一特性。
引言
抗生素耐药性显著增加了对基于噬菌体的抗菌策略的兴趣[1]。然而，单一噬菌体治疗通常表现出有限的宿主范围以及耐药细菌群体的快速出现，这限制了其临床和生物防治应用[2], [3]。噬菌体鸡尾酒通过结合多种噬菌体提供替代策略，以扩展宿主覆盖范围、降低耐药性风险并提高感染一致性[2], [4]。噬菌体鸡尾酒设计中的噬菌体选择仍然复杂，因为感染效率、复制行为和环境耐受性在不同噬菌体之间差异明显，且不存在标准化的选择体系。感染复数（MOI）是感染成功的关键决定因素，因为它影响噬菌体与宿主的比率及随后的群体动力学[5]。低MOI条件通常有利于多轮感染和更高的累积产量，但最佳MOI阈值因噬菌体宿主系统而异，需要经验测定[6]。单步生长（OSG）参数，包括潜伏期和裂解量，定义了单个噬菌体的复制输出，但这些值即使在相同实验室条件下也变化较大，且其与整体鸡尾酒功效的关系仍未得到充分表征。pH和温度等环境因素会影响噬菌体的活力，限制了潜在应用，特别是在治疗或环境生物防治中，条件可能偏离生理最优值[7]。
鸡尾酒中噬菌体之间的相互作用可能是协同的或拮抗的，替换单一噬菌体成分可以显著改变效果，这在替代分析中已观察到[8]。噬菌体及噬菌体-宿主相互作用可以通过基于网络的关系来描述，其中联合噬菌体可能增加宿主覆盖范围和相互作用冗余度，与单一噬菌体系统相比，尽管用于评估这些涌现性质的定量方法仍在发展中[9]。最近的沙门氏菌研究进一步证明了受体多样化和多血清型鸡尾酒配方的价值[10], [11]，而当代计算研究展示了相互作用网络如何支持噬菌体-宿主关系预测[12], [13]。在本研究的独立实验中，我们使用六种噬菌体分离株（Yrd1、Yrd2、NB1、NB2、NB3和FPU）表征了基于透射电子显微镜的形态学、MOI依赖的感染效率和OSG复制动力学（在PU534上）、环境耐受性、基于替代的鸡尾酒对沙门氏菌佛波氏沙门菌PU519的抑制，以及S.佛波氏沙门菌PU13036、EN、KE和TY的网络相互作用模式。目的是表征与噬菌体鸡尾酒评估相关的可测量的实验特异性参数，并描述在测试的宿主条件下细菌抑制的组合依赖差异。
章节片段
细菌菌株和培养条件
沙门氏菌种亚种肠沙门氏菌血清型肠炎沙门氏菌CICC 10467（EN）、肯塔基沙门氏菌CICC 21488（KE）、鼠伤寒沙门氏菌CICC 22956（TY）和佛波氏沙门菌CICC 13036（PU13036）购自中国工业菌种保藏中心（CICC；中国北京），S.佛波氏沙门菌PU519和佛波氏沙门菌PU534由华中农业大学食品科学技术学院（中国武汉）王晓红教授惠赠。细菌菌株在Luria-Bertani中培养
噬菌体的形态特征
透射电镜图像表明，所有六种噬菌体均具有与尾病毒目一致的尾部病毒粒子形态（图1）。壳体尺寸报告为宽×长。Yrd1具有近似等边头的71×66 nm，尾长为103 nm，与短尾噬菌体形态一致（图1A）。Yrd2表现出近似等边头的65×72 nm和98 nm的尾长，同样与短尾噬菌体形态一致（图1B）。NB1拥有最大的头，
讨论
本研究表征了在PU534上测量的MOI依赖的感染效率和单步生长衍生的复制输出、环境稳定性分析、基于替代的鸡尾酒对PU519的抑制以及基于PU13036、EN、KE和TY的OD相互作用网络作为独立的实验特异性测量。噬菌体行为随感染密度、复制能力、环境条件、宿主易感性和鸡尾酒组成而变化。由于这些测量是
结论
本研究表征了六种沙门氏菌噬菌体与未来鸡尾酒选择研究相关的实验特异性性质。MOI依赖的扩增和OSG衍生的复制特征在PU534上进行测量，环境稳定性在测试的温度和pH条件下进行评估，替代比较在PU519上进行，基于OD的网络特征在PU13036、EN、KE和TY上进行评估。在PU534实验条件下，潜伏期估计范围
CRediT作者贡献声明
刘跃冲：撰写—初稿，形式分析，数据整理，概念化。刘曦：撰写—初稿，方法论，形式分析，数据整理。张松：撰写—审阅与编辑，验证，调查研究。Juhee Ahn：撰写—审阅与编辑，指导，项目管理，资金获取，形式分析。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Juhee Ahn报告获得长三角创新中心的资金支持。Juhee Ahn在长三角创新中心有专利申请。如有其他作者，他们声明没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
本课题由长三角创新中心（RCBX-202504140019）和浙江大学（中国）资助。
刘跃冲|刘曦|张松|Juhee Ahn
