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肠球菌(Enterococcus)的耐药性和致病性给医疗带来挑战。研究人员开展分离肠球菌特异性裂解噬菌体的研究,成功获得新型噬菌体 vB_EF_Enf3。它对粪肠球菌和屎肠球菌有广谱裂解活性,稳定性良好,为治疗肠球菌感染提供新方向。
在医疗领域,肠球菌这个 “小麻烦” 正引发大问题。它本是人体消化系统中的常住 “居民”,属于正常菌群的一部分。但近年来,它却变得越发 “嚣张”。肠球菌通过转座子和水平基因转移,获得了各种耐药基因,对许多抗生素产生了抗性,摇身一变成为医院感染的常见 “元凶”,是泌尿系统感染(UTIs)、心内膜炎、菌血症等疾病的重要致病菌。同时,它还能产生多种毒力因子,像肠球菌表面蛋白(ESP)、溶细胞素(CylA)、明胶酶(GelE)等,这些因子帮助肠球菌黏附在宿主组织上,形成生物膜,不仅能躲避人体免疫系统的攻击,还能耐受抗菌药物,让治疗变得困难重重。
面对肠球菌带来的这些难题,来自埃及艾因夏姆斯大学(Ain Shams University)等机构的研究人员决心寻找新的解决办法。他们将目光投向了噬菌体(bacteriophage),这种专门 “捕食” 细菌的微生物,具有特异性强、对人体无害等优点,有望成为对抗耐药肠球菌的有力武器。经过一系列研究,他们成功分离出一种新型裂解噬菌体 vB_EF_Enf3,这一成果发表在《AMB Express》上,为治疗肠球菌感染带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,从医院污水中采集样本(因为污水中大概率存在肠球菌及其噬菌体),通过一系列筛选和鉴定步骤,分离出噬菌体。然后,运用透射电子显微镜(TEM)观察噬菌体的形态;利用牛津纳米孔测序技术对噬菌体进行全基因组测序和注释,分析其基因组成和功能。
研究结果如下:
- 肠球菌的分离与鉴定:研究人员从患者样本中收集了 102 株潜在的临床肠球菌分离株,最终鉴定出 65 株肠球菌。其中,粪肠球菌(E. faecalis)占 41.5%(n = 27),屎肠球菌(E. faecium)占 50.7%(n = 33),还有少量鹑鸡肠球菌(E. avium)和耐久肠球菌(E. durans)。
- 抗生素敏感性测试:这些肠球菌对多种抗生素表现出较高的耐药性,如氨苄西林 / 舒巴坦(96.9%)、红霉素(90.7%)、环丙沙星(87.6%)和多西环素(81.5%)。不过,利奈唑胺、替考拉宁、氯霉素和万古霉素的敏感性相对较高。此外,87.69%(n = 57)的测试分离株表现出多重耐药(MDR)表型,40%(n = 26)的分离株为耐万古霉素肠球菌(VRE)。
- 毒力标记物检测:在 65 株测试分离株中,25 株(38.5%)既能产生明胶酶又能形成生物膜。而且,生物膜形成能力与样本来源有关,尿液样本中分离出的肠球菌形成生物膜的比例最高。
- 噬菌体 vB_EF_Enf3 的特性:成功分离出 4 种噬菌体裂解物,其中 vB_EF_Enf3 表现出良好的裂解活性,初始滴度高达 1.5×109 PFU/mL。TEM 分析显示,它属于有尾噬菌体目(Caudovirales),头部直径约 100nm,尾部长度约 70nm。该噬菌体在 30 - 60°C 和 pH 3 - 8 的范围内能保持裂解活性,对 3 株屎肠球菌和 4 株粪肠球菌临床分离株具有裂解作用,展现出较广的宿主范围。全基因组测序表明,其基因组长度为 36,202bp,GC 含量为 34.4%,包含 36 个开放阅读框(ORFs),分类上属于病毒(Duplodnaviria; Heunggongvirae; Uroviricota; Caudoviricetes; Efquatrovirus)。
研究结论和讨论部分指出,肠球菌的耐药性和毒力给治疗带来了巨大挑战,而噬菌体疗法有望成为一种有效的替代治疗方法。新型噬菌体 vB_EF_Enf3 具有良好的热稳定性、pH 稳定性和较广的宿主范围,对粪肠球菌和屎肠球菌均有较强的裂解活性,是一种极具潜力的治疗候选药物,未来可进一步开展体内测试和药物制剂研究,为临床治疗肠球菌感染提供新的选择。这一研究成果为解决肠球菌感染问题提供了新的思路和方向,在耐药菌感染治疗领域具有重要的意义。