鼠伤寒沙门氏菌或可“抗敌逆袭”：wzy基因位点的奥秘

近期，一项发表于《PLOS Genetics》的研究，为我们揭示了鼠伤寒沙门氏菌应对噬菌体攻击的独特机制，有望改写这场“抗菌之战”的局势。鼠伤寒沙门氏菌是威胁家畜健康的重要病原菌，不仅影响畜牧业生产，还可能引发人类食源性疾病。以往控制该菌感染常用的抗生素，如今却因导致全球抗菌药物耐药性危机而备受限制。噬菌体作为抗生素的潜在替代品，本有着巨大的应用前景，可细菌对其产生耐药性的速度却令人头疼。

研究人员把目光聚焦在鼠伤寒沙门氏菌的两个菌株——相对噬菌体敏感的DT8和具有抗性的DT30上。它们同属一个进化分支，却对噬菌体有着截然不同的“态度”。通过对大量菌株的基因组测序和系统发育分析，研究人员发现DT30菌株在DT8菌株的进化分支中零星分布，而DT30对噬菌体敏感性降低的关键，在于wzy基因位点的变化。

图1 鼠伤寒沙门氏菌 DT8 和 DT30 菌株的系统发育关系及序列多态性关联

wzy基因负责编码O-抗原聚合酶，对细菌表面O-抗原的合成至关重要。许多噬菌体以O-抗原为主要受体来感染细菌，一旦O-抗原合成受阻，噬菌体便难以“得逞”。研究发现，DT30菌株中，wzy基因位点常出现缺失，且缺失位点两侧存在attL和attR两个直接重复序列。当用依赖O-抗原作为受体的分型噬菌体进行培养实验时，DT8菌株中wzy基因缺失的Dwzy基因型频率会显著上升；而去除attL序列后，wzy基因位点就不再轻易缺失，这表明attL序列在wzy基因位点缺失过程中起着关键作用。

更令人惊奇的是，wzy基因的缺失并非“一去不复返”。研究人员通过共培养实验发现，当将缺失wzy基因的菌株与野生型菌株共同培养时，缺失wzy基因的菌株能够重新获得该基因，恢复对噬菌体的敏感性。这一现象暗示着，在噬菌体停止攻击后，鼠伤寒沙门氏菌有可能通过这种机制恢复到野生型状态，维持自身的生存和毒力。

为了探究这种现象在自然种群中的情况，研究人员对DT8和DT30菌株进行了祖先状态重建。结果显示，在自然种群中，DT8和DT30之间存在双向转换，即从噬菌体敏感的DT8转变为耐药的DT30，以及耐药的DT30重新变回DT8。这一发现进一步证实了wzy基因位点的可逆变化在鼠伤寒沙门氏菌应对噬菌体攻击过程中的重要性。

这项研究不仅让我们对鼠伤寒沙门氏菌与噬菌体的相互作用有了更深入的理解，也为开发更有效的噬菌体抗菌策略提供了新的思路。或许在未来，我们能够利用这一机制，通过巧妙设计噬菌体疗法，克服细菌的耐药性问题，让噬菌体在抗菌领域发挥更大的作用，守护人类和动物的健康。

参考文献：Charity OJ, Thilliez G, Al-Khanaq H, Acton L, Kolenda R, Bawn M, Petrovska L, Kingsley RA. Reversible excision of the wzy locus in Salmonella Typhimurium may aid recovery following phage predation. PLoS Genet. 2025 May 2;21(5):e1011688. doi: 10.1371/journal.pgen.1011688. Epub ahead of print. PMID: 40315401.