去聚合酶活性噬菌体控制耐药肺炎克雷伯菌生物膜

文摘   2024-10-11 08:03   瑞士  

肺炎克雷伯菌是一种革兰氏阴性细菌,与多种感染相关,包括肺炎、尿路感染、肝脓肿和血流感染等,尤其是在医院环境中对患者的威胁极大。它常常引发呼吸机相关性肺炎和重症监护室获得性肺炎,这些感染对于那些接受机械通气支持的重症患者来说尤为严重。近年来,抗生素耐药的肺炎克雷伯菌菌株(如多药耐药菌株和超强毒性菌株)的出现使得这些感染的治疗变得更加困难。肺炎克雷伯菌能够产生广谱β-内酰胺酶(ESBL)和碳青霉烯酶,这些酶使得该菌对多种抗生素(如氨基糖苷类、喹诺酮类、β-内酰胺类等)具有耐药性,甚至对碳青霉烯类抗生素也产生耐药性。肺炎克雷伯菌能够在诸如导管、气管插管等医疗器械上形成生物膜,这使得其治疗更加复杂。生物膜是一种由细菌分泌的外部多聚物结构,保护细菌免受外部环境的影响,并增强了其对抗生素的耐受性。

由于抗生素在处理这些耐药菌株中的有效性下降,科学家们正在探索噬菌体(病毒,用来感染和杀死细菌)作为抗生素替代品的可能性。噬菌体特别适合对抗耐药细菌,并且具有去聚合酶活性的噬菌体能够通过降解细菌生物膜中的多糖,直接破坏生物膜并感染其中的细菌。

文章的主要发现:

噬菌体能够有效破坏肺炎克雷伯菌生物膜:研究表明,使用三种具有去聚合酶活性的噬菌体混合物(vB_KpnS_FZ10、vB_KpnP_FZ12和vB_KpnM_FZ14)可以有效地破坏体外形成的肺炎克雷伯菌生物膜。经过24小时的生物膜形成后加入噬菌体混合物,进一步的观察显示,与未处理的对照组相比,生物膜的形成明显减少,只剩下单个细胞和少量的微小菌落。

单一噬菌体与混合噬菌体的效果相似:实验中发现,单一噬菌体(vB_KpnP_FZ12)在破坏生物膜方面的效果与噬菌体混合物的效果相似。两者都能够有效地抑制生物膜的形成并减少成熟生物膜的细菌数量。

扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜的验证:SEM和光学显微镜的观察结果证实了噬菌体对生物膜的破坏作用。实验组中的噬菌体处理显著减少了细菌集落和生物膜结构,而对照组则显示出典型的成熟生物膜结构,包括细胞聚集和水通道。

噬菌体在早期阶段控制生物膜的潜力:研究显示,噬菌体可以在生物膜形成的早期阶段(如微菌落和细丝形成阶段)有效抑制生物膜的进一步成熟。这表明噬菌体可能在预防医疗设备(如导管和呼吸机管道)上生物膜的形成方面具有应用潜力。

完全消除生物膜仍具挑战性:尽管噬菌体在减少生物膜和细菌数量方面效果显著,但完全消除生物膜在噬菌体治疗中仍然存在挑战。噬菌体无法完全裂解所有细菌,尤其是在成熟生物膜中,可能涉及细菌的持久性或暂时抗性机制。

噬菌体与抗生素联合治疗的前景:噬菌体与抗生素的联合治疗可能是完全根除生物膜和细菌定植的潜在解决方案,尤其是在临床情况下需要彻底消除感染的情况下。

这项研究表明具有去聚合酶活性的噬菌体在抑制和破坏抗生素耐药性肺炎克雷伯菌生物膜方面表现出很大的潜力,尤其是在医疗设备相关的感染预防中具有实际应用前景。


微生物生态 iMcro
欢迎关注呀,这里有最新的科研动态。交流、讨论or其它合作请联系小编chujinchujinchujin
 最新文章