利用噬菌体耐药性权衡来进化训练的噬菌体混合物以靶向铜绿假单胞菌生物膜

中文题目：利用噬菌体耐药性权衡来进化训练的噬菌体混合物以靶向铜绿假单胞菌生物膜

期刊及年份：Nature Communications 2024.9

通讯作者：Andrej Trampuz

https://doi.org/10.1038/s41467-024-52595-w

摘要：多重耐药性铜绿假单胞菌的流行威胁着现有抗生素的疗效，而新抗生素的研发前景有限。裂解性噬菌体，即细菌病毒，为对抗这一威胁提供了一条途径。体外定向进化传统上用于扩大噬菌体宿主范围或增加浮游培养物中的细菌抑制。然而，高达 80% 的人类微生物感染与生物膜相关，而针对增强噬菌体对抗生物膜能力的研究却很少。本研究旨在通过体外生物膜进化实验，同时改善多种噬菌体参数，并利用细菌噬菌体耐药性权衡来优化噬菌体混合物的设计。进化后的噬菌体表现出更广泛的宿主谱、更有效的抗菌作用和更强的抗生物膜性能。

主要内容：

1、 体外进化训练提高了噬菌体的宿主范围、抗菌和抗生物膜性能

通过针对生物膜细菌进行进化，噬菌体获得了更广的宿主范围，更强的抗菌和抗生物膜活性，例如能够抑制生物膜的热量产生，并降低生物膜细胞计数。

图 1 未进化和进化噬菌体的宿主范围分析

2、 噬菌体耐药性权衡被用于设计双噬菌体混合物

通过组合两种噬菌体，可以防止细菌产生双重耐药性，从而提高治疗效率并延长治疗时间。

图2 未进化噬菌体和进化噬菌体的抗生物膜和抗菌活性

3、 进化噬菌体平台有助于更好地理解噬菌体与细菌之间的相互作用

通过分析进化噬菌体的基因组，研究人员可以识别出赋予噬菌体增强功能的基因组参数，并进一步开发噬菌体疗法。

图3 进化噬菌体的基因组示意图

图4 比较了五种噬菌体成斑效率

4、总结

原文介绍了一种通过体外定向进化来提高噬菌体对抗铜绿假单胞菌生物膜的能力的方法。研究人员设计了一种噬菌体混合物，并利用细菌对抗噬菌体耐药性的权衡来提高治疗效果。结果显示，经过进化的噬菌体表现出更广的宿主范围、更强的抗菌活性和更好的抗生物膜性能。这种噬菌体混合物可以作为一种新的治疗手段，用于治疗多重耐药细菌感染，并改善临床疗效。  

图5 抗生物膜进化测定的实验设计

参考文献：https://doi.org/10.1038/s41467-024-52595-w