噬菌体与大肠杆菌O157:H7的相互作用

在对抗耐药菌的斗争中，噬菌体作为一种潜在的抗菌剂备受关注。最新研究发现，噬菌体PSD2001和PNJ212能够有效感染大肠杆菌O157:H7菌株EDL933。这两种噬菌体展现出独特的吸附机制，PSD2001利用荚膜多糖和脂多糖作为吸附受体，而PNJ212则以外膜蛋白C（OmpC）作为吸附受体。值得注意的是，这两种噬菌体均利用gp37样蛋白作为受体结合蛋白，这突显了EDL933上受体的多样性以及噬菌体-宿主识别机制的复杂性。

图1. RBP和噬菌体之间LPS结合竞争的示意图。

噬菌体的吸附机制

研究发现，噬菌体PSD2001的吸附受体包括荚膜多糖和脂多糖，而噬菌体PNJ212的吸附受体则是外膜蛋白C（OmpC）。通过基因突变分析，研究人员发现PSD2001的受体结合蛋白（RBP）是ORF165蛋白，其C末端与脂多糖结合；而PNJ212的RBP是ORF108蛋白，其与OmpC结合。这些发现揭示了噬菌体与宿主之间的复杂相互作用机制。

噬菌体抗性的适应成本

噬菌体抗性的出现是噬菌体疗法面临的主要挑战之一。研究发现，大肠杆菌O157:H7在发展噬菌体抗性过程中会付出一定的适应成本。这些适应成本包括抗生素敏感性、生物膜形成能力、在环境中的生存能力以及定殖能力的变化。例如，PSD2001抗性菌株ΔwaaF表现出对某些抗生素的敏感性增加，这可能是由于LPS结构的改变导致细胞膜的通透性增加。此外，ΔwaaF菌株在模拟胃肠道液体和血清中的生存能力显著降低，而ΔompC和Δetp菌株则表现出不同程度的适应能力变化。

结构与功能的关联

通过对噬菌体PSD2001和PNJ212的结构分析，研究人员发现它们的尾纤维蛋白存在显著差异。这种差异可能与噬菌体的吸附特性和稳定性有关。此外，研究人员还利用冷冻电镜技术解析了与PSD2001和PNJ212相关的结构，进一步揭示了其独特的吸附机制。

关键发现

1、噬菌体PSD2001和PNJ212的吸附受体：PSD2001利用荚膜多糖和脂多糖作为吸附受体，而PNJ212则以外膜蛋白C（OmpC）作为吸附受体。

2、噬菌体抗性的适应成本：噬菌体抗性菌株在抗生素敏感性、生物膜形成能力、生存能力和定殖能力方面表现出显著变化。

3、噬菌体的受体结合蛋白（RBP）：PSD2001的RBP是ORF165蛋白，其C末端与脂多糖结合；PNJ212的RBP是ORF108蛋白，其与OmpC结合。

未来展望与应用潜力

噬菌体PSD2001和PNJ212的发现为噬菌体疗法提供了新的候选菌株。它们独特的吸附机制和噬菌体抗性的适应成本为噬菌体疗法的优化提供了理论基础。未来的研究将进一步探索噬菌体与宿主之间的相互作用机制，开发出更有效的噬菌体疗法，并为应对耐药菌感染提供新的解决方案。

参考来源：

Wang Y, Li J, Zhang Y, et al. Multisite binding of bacteriophages on lipopolysaccharides in Escherichia coli O157: H7 and the adaptive costs of phage resistance[J]. Microbiology Spectrum, 2025: e00067-25.