宣布日期：2020-09-04 宣布人：asiagame生物
?在人或动物的肠道、口腔及生殖道内，普遍保存着一种“共生菌”——粪肠球菌 。近年来研究发明，由于新型抗生素的研制速率远远赶不上耐药菌的进化速率，部分粪肠球菌耐药性严重，逐渐演酿成“超等细菌” 。
在人或动物的肠道、口腔及生殖道内，普遍保存着一种“共生菌”——粪肠球菌 。近年来研究发明，由于新型抗生素的研制速率远远赶不上耐药菌的进化速率，部分粪肠球菌耐药性严重，逐渐演酿成“超等细菌” 。
俗话说“一物降一物”，“超等细菌”的天敌又会是谁呢？来自福建师范大学生命科学学院、南方生物医学研究中心欧阳松应教授以为，噬菌体或能做到 。日前，他们课题组在国际病原学杂志《公共科学图书馆-病原体》上揭晓研究称，一个结构类似“八爪鱼”的裂解酶“LysIME-EF1”，能够高效裂解多种粪肠球菌临床株，具有重大的潜在应用价值 。
欧阳松应体现，“LysIME-EF1”可以作为生物前体，用来开发针对粪肠球菌临床株的生物药物，最终解决攻克耐药细菌的难题，而噬菌体疗法有望成为人类对抗细菌的最后一道防地 。
细菌越来越“智慧” 进化出一系列“逃生”战略
粪肠球菌是一种革兰氏阳性菌，又名粪链球菌，可引起人的心内膜炎、菌血症、泌尿道熏染及脑膜炎等多种疾病 。在需氧革兰氏阳性菌导致的医院内熏染中，其致病率仅次于葡萄球菌 。在全球规模内每年由于粪肠球菌熏染而导致殒命的人数高达1.7万，并且还在逐年攀升 。
近年来，由于抗生素的恒久和大宗不规范使用，粪肠球菌获得性耐药性一直上升，治疗粪肠球菌熏染日益难题 。“细菌耐药性又称抗药性，是指细菌袒露于抗细菌药物（如常用的抗生素）时爆发改变，使得这些药物逐渐失去效果，不可施展抗菌作用 。”欧阳松应说 。
据先容，粪肠球菌恒久对抗药物，已经越来越“智慧”，进化出一系列“逃生”战略：能通过改变青霉素团结卵白的结构，降低与青霉素的亲和力使药物失效，来“逃避”被杀死的运气；能编码爆发青霉素酶来降解青霉素，实现对青霉素这类抗生素的耐药性；它还能形成生物包被膜，将自己牢牢包裹在膜内，从而使药物作用失败 。
究其缘故原由，欧阳松应剖析，对抗粪肠球菌药物大大都为多年前所研发，更新换代速率慢；有些粪肠球菌在形态结构上爆发耐药性转变，同时粪肠球菌耐药机理研究不透彻，缺乏响应的实验数据指导药物开发 。因此，现在急需解决的问题是彻底相识粪肠球菌耐药机理，为药物研发提供理论基础 。
“随着细菌耐药性问题的日益突出，特殊是农业农村部划定2020年起饲料中周全榨取添加抗生素，寻找新的抗菌制剂已刻禁止缓 。”欧阳松应体现，而噬菌体及其裂解酶，因具备高效杀菌能力，被誉为粪肠球菌的“天敌” 。
“撕碎”细菌细胞壁 噬菌体及其裂解酶成抗菌“生力军”
噬菌体及其裂解酶为什么能抗菌？其抗菌机理与现有药物有什么差别？
欧阳松应告诉科技日报记者，噬菌体是指能够“吃”细菌的一些病毒，它在地球的每个角落随处可见，在土壤、动物内脏、人类手上等，都可以找到噬菌体的踪影 。“幸运的是，它对人体无害，只能专门以细菌为生 。并且每种噬菌体险些只‘吃’一种细菌，因此它们能靶向特异的致病细菌 。同时，它有自限性，一旦针对的细菌群被祛除，其数目将锐减，不会在体内大宗存活 。”欧阳松应说 。
裂解酶即噬菌体的“嘴巴”，它的作用在于撕碎细菌的细胞壁，在与细菌细胞壁接触的数秒内，就可以“撕碎”细菌细胞壁，并能高效裂解多种细菌 。据欧阳松应先容，由于噬菌体是病毒，它对细菌的攻击是“物理攻击”，爆发耐药性的可能性远小于抗生素，因而不保存抗药性问题，故可作为一种潜在的抗菌药物，并且制备效率高、用度低 。
早在上世纪70年月，就有科学家用噬菌体疗法，治好了500例因抗生素使用太过导致菌群失调的婴幼儿 。这些孩子们因患败血症或肺炎, 接受2到3周抗生素治疗后，导致体内爆发菌群失调，泛起腹泻、体重减轻等征象 。经噬菌体及双歧杆菌治疗后, 从腹泻症状减轻和体重增添情形来看, 所有患儿的症状都有显着临床改善 。
目今，海内关于噬菌体裂解酶的研究起步较晚，大部分研究还处于实验室阶段 。本次研究中，欧阳松应团队疏散获得噬菌体“IME-EF1”，并找到该噬菌体的裂解酶基因，将该裂解酶命名为“LysIME-EF1” 。研究发明，“LysIME-EF1”能够裂解从临床上分类的多种粪肠球菌 。
结构似“八爪鱼” 具备捕杀粪肠球菌超能力
相比其他病菌，粪肠球菌对情形顺应力和对抗力强，如在被裂解的历程中，容易形成生物包被膜，裂解酶从外部需要突破包被膜，才华直接作用于细菌 。同时，该病菌细胞壁较厚，所需裂解时间稍长 。面临云云“狡诈”的工具，“LysIME-EF1”怎样捕杀粪肠球菌？
欧阳松应团队在研究中发明，“LysIME-EF1”由一个水解细菌细胞壁的功效域和一个团结细菌细胞壁的功效域组成 。团结功效域像一个八爪鱼的“吸盘”，由4个分子组成，它能牢牢地吸住“猎物”粪肠球菌 。而水解功效域泛起球状，像八爪鱼的“头部”连在“吸盘”上，中心通过柔性“脖子”毗连 。当“吸盘”吸住猎物后，球状“嘴巴”便通过柔性“脖子”吃掉猎物 。
“‘LysIME-EF1’能够高效裂解，与其结构的奇异性密不可分 。”欧阳松应进一步诠释，与其他裂解酶纷歧样的奇异结构，提高了它与细菌的团结能力，并且结构上的4个分子和催化功效域都是由一个基因编码，而其他裂解酶团结功效域只有一个分子，这付与“LysIME-EF1”高效裂解多种粪肠球菌临床株的超能力，催化活性和裂解规模比其他的裂解酶高效和宽阔 。
欧阳松应团队还通过流式细胞分筛手艺及细菌裂解实验，找到了裂解酶“LysIME-EF1”与细胞壁团结的要害位点，填补了相关机制研究的空缺 。裂解酶与细菌细胞壁的团结历程是裂解酶施展裂解活性必不可少的一个办法，由于细菌细胞壁因素重大，一直以来，很难彻底相识裂解酶是怎样团结到细菌细胞壁 。他们通太过析裂解酶“LysIME-EF1”的结构，发明其底部“吸盘”结构带有正电荷，推测可能与细胞壁上某些带负电荷的组分团结 。他们进一步开展系列实验，效果验证了他们的推测并找到了要害团结位点 。
“针对这些位点，我们可以开展相关实验，通过提高裂解酶与细菌细胞壁的团结能力来提高裂解活性 。”欧阳松应体现，他们妄想凭证这个裂解酶的结构特征，接纳盘算机模拟的要领，确定能与其团结的底物，从而拓展它的应用 。
欧阳松应告诉记者，他们的研究首次从结构和功效角度剖析了“LysIME-EF1”的作用机理，对开发针对粪肠球菌临床株的生物药物具有主要意义 。现在，这种裂解酶对近30株临床上引起尿道熏染、败血症、化脓性腹部熏染等的致病性粪肠球菌，都拥有很高的裂解活性 。下一步，团队将凭证相关结构信息，开展裂解酶“LysIME-EF1”的刷新事情，扩宽裂解谱，同时建设相关动物模子，加速临床研发的历程 。
