新型抗菌肽消毒剂靶向杀灭耐消毒剂和耐万古霉素金黄色葡萄球菌：基于计算机模拟与体外验证的集成策略

本研究针对医院环境中日益严重的耐消毒剂和耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)感染问题，创新性地从医院环境分离的抗菌肽(APep)产生菌株中开发出非织造消毒湿巾。通过整合基因组学、质谱分析和体外验证，鉴定出Bacillus paralicheniformis UAB33产生的杆菌肽B1(UB1)能有效抑制VRSA，并阐明其非核糖体肽合成酶(NRPs)基因簇作用机制。该研究为医院感染控制提供了无耐药基因传播风险的生态友好型解决方案。

　　

医院环境中耐抗生素微生物的蔓延已成为全球公共卫生危机，特别是耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)的出现，使传统消毒策略面临严峻挑战。化学消毒剂诱导的氧化应激反而会加速微生物耐药性(AMR)进化，而益生菌消毒剂又存在水平基因转移风险。这一困境催生了巴基斯坦国家生物技术与遗传工程研究所(NIBGE-C)团队开展突破性研究——从高选择压力的医院环境中筛选天然抗菌肽(APep)产生菌，开发出既能杀灭耐药菌又不引发耐药性的新一代生物消毒剂。

研究采用多组学整合策略，主要技术包括：1)从心脏专科医院ICU和外科病房采集环境样本分离菌株；2)通过抗菌谱分析和全基因组测序筛选无耐药基因(ARGs)的Bacillus paralicheniformis UAB33；3)结合LC-MS/MS和FTIR鉴定活性物质为杆菌肽B1；4)运用antiSMASH预测14个生物合成基因簇(BGCs)；5)开发含UB1的非织造消毒湿巾(BDW)进行临床表面消毒验证。

结果部分核心发现：
Isolation and molecular identification for AMP strains
从92份医院环境样本中分离出7株(7.6%)具有抗菌活性的芽孢杆菌，其中ICU分离株占比达71.4%。16S rRNA测序显示UAB33为Bacillus paralicheniformis，系统发育分析揭示其与已知产抗菌肽菌株的遗传差异。

Evaluating the antimicrobial efficacy of AMP strains against HAI pathogens
k-means聚类分析将菌株分为3类，UAB33对VRSA的抑菌圈直径达13 mm，显著优于其他菌株(p<0.05)。该菌对9种测试抗生素完全敏感，且氧化应激标志物MDA(1 nmol)和H₂O₂(1 nmol)水平最低，抗氧化酶SOD活性达95%。

Extraction,purification,and identification of bioactive antimicrobial compounds
TLC分离获得R_f=0.79的活性物质，FTIR显示1650 cm^-1处酰胺I带特征峰。LC-MS/MS鉴定出m/z 1408.74的杆菌肽B1(UB1)，HPLC保留时间(14.2 min)与标准品一致。

Computational discovery and assessment of antibacterial bioactive compound
全基因组分析发现14个BGCs，包括7个非核糖体肽合成酶(NRPs)基因簇。STRING网络显示bacA、bacB等基因与相邻的环状细菌素基因簇(gasA/cirA)存在功能协同(置信度>0.9)。PEP-FOLD4预测的12氨基酸肽段与杆菌肽100%同源。

Evaluating the efficacy of bdw's as a downstream application
含80% UB1的消毒湿巾使VRSA载量日均下降15,143 CFU/m²，7天内护士站表面菌落完全清除。混合效应模型显示处理组杀菌率(98%)显著高于对照组(53%)(p<0.05)。

这项研究开创性地将医院环境作为抗菌资源库，首次实现从ARG-free菌株开发APep消毒产品。其重要意义在于：1)突破"消毒剂诱导耐药"的恶性循环，UB1的快速杀菌特性(360分钟完全灭活VRSA)与生物膜清除能力(4x MIC时100%清除)形成双重保障；2)通过基因组挖掘揭示bac基因簇与相邻RiPPs的协同表达机制，为定向改造提供靶点；3)BDW的临床级验证为医院表面消毒提供即用型解决方案。研究团队特别指出，相比传统益生菌消毒剂，该策略消除了水平基因转移风险，符合WHO关于限制临床环境抗生素选择的倡议。未来需通过大规模生产优化和长期稳定性测试推动转化应用，其技术路线也可拓展至其他多重耐药菌的防控领域。