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天涯海角也找到你:噬菌体可以预测细菌的位置并在引起感染之前将其消灭

olivia chan

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具有抗药性的细菌,例如ExPEC ST131,可以在人的肠道内定植而不会引起疾病,但是它们也可以离开肠道并感染其他器官。例如,这些细菌与尿道,脑,腹膜,外周器官,血液和居住设备(例如导尿管,血管设备,饲管和伤口引流管)的感染有关,每年导致900万次感染。

近日,来自贝勒医学院(Baylor College of Medicine)和其他机构的研究人员发现了一种新颖的疗法:通过噬菌体感染并消灭细菌,并可专门定位到细菌位于胃肠道中的同一位置。这能在引起感染之前消除特定位置的细菌。这种方法将可能成为消灭在难以到达的地方(如肠道粘液层)存在的抗生素抗性细菌的重要解决方法。该研究发表在mBio期刊上,题为“Targeting of Mammalian Glycans Enhances Phage Predation in the Gastrointestinal Tract”。

该团队在先前的研究中表明,噬菌体可以有效治疗由ExPEC ST131细菌引起的感染。然而,哺乳动物肠道中存在一种阻止噬菌体破坏细菌的因子,粘蛋白。

在这项研究中,他们筛选了人类污水和动物粪便中具有独特特性的噬菌体,以增强它们在粘蛋白存在下的破坏能力。贝勒大学分子病毒学和微生物学副教授Anthony Maresso博士说,“我们发现了一种新型的噬菌体,称为ES17,能与粘蛋白结合,这种特性似乎增强了它在富含粘蛋白的环境(如肠道)中感染细菌的能力。”

这一机制更接近于噬菌体-粘蛋白相互作用。研究人员测试了噬菌体ES17对其鼠肠细菌宿主ExPEC的作用,并将其与已知无法在复杂环境中感染其细菌宿主的噬菌体进行了比较,发现只有ES17具有在动物模型中靶向和消除ExPEC细菌的独特能力。

这些发现表明噬菌体ES17在富含粘蛋白的表面上以及直接在哺乳动物上皮细胞上与硫酸乙酰肝素结合的能力介导了其在肠道深处可能存在细菌的区域中的定位。研究人员提出,接近ExPEC细菌可以在它们有机会离开肠道并感染其他器官之前促进噬菌体的入侵和细菌的清除。

“噬菌体是专门入侵和消除特定细菌的病毒。我们发现了第一个能与人类上皮细胞结合的噬菌体。这种特性介导了一种新型的抵抗细菌感染的机制,我们称之为定位靶向,因为它使噬菌体能够预测细菌在哪里,”Maresso说,“准确定位目标将成为未来智能药物工作方式。药物不仅会在整个身体中散布,其中一些甚至能在正确的用药点结束。未来的药物只会准确地运用于他们应该工作的地方。我们与噬菌体的合作是实现这一目标的第一个案例。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

https://phys.org/news/2021-02-phages-bacteria-infection.html

论文链接:

https://doi.org/10.1128/mBio.03474-20


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