探讨空肠弯曲菌中的新型噬菌体抗性机制

空肠弯曲菌在家禽中通常作为共生菌存在，人类感染主要通过食用处理不当或未煮熟的受污染家禽肉传播。尽管有许多干预措施，但人类感染率并未显著下降。因此，使用噬菌体进行生物控制的策略被提出并进行了研究。噬菌体是一种可以感染并杀死细菌的病毒，通过它们来控制空肠弯曲菌的感染是一个有前景的方法。

选取了51种属于Fletchervirus或Firehammervirus的噬菌体，并对31株空肠弯曲菌菌株进行了噬菌体敏感性检测。结果显示，31株菌株中有21株对至少一种噬菌体敏感。在进一步的研究中，发现不同的菌株对噬菌体的敏感性存在显著差异。例如，空肠弯曲菌ST-21菌株编码了Fletchervirus常见的相变可变O-甲基磷酰胺酸（MeOPN）受体，这些菌株仅被Fletchervirus感染。而ST-45菌株未编码该受体，仅被Firehammervirus噬菌体感染。

为了识别ST-21菌株内部的噬菌体抗性机制，研究对两株菌进行了比较基因组学分析。这两株菌分别是对几乎所有Fletchervirus噬菌体敏感的CAMSA2002菌株和对所有51种噬菌体均抗性的CAMSA2038菌株。尽管这两株菌的CRISPR间隔区存在差异，但没有任何间隔区与所测试的噬菌体匹配。在对比分析中，研究发现两株菌在一个预测的SspE同源物和一些假定的限制修饰系统（包括一种甲基特异性McrBC内切酶）上存在序列差异。进一步实验表明，当删除mcrB基因后，CAMSA2038菌株对43种噬菌体中的17种表现出敏感性，其中包括三种原本不感染任何ST-21菌株的Firehammervirus噬菌体。然而，16种噬菌体在mcrB突变株上表现出显著降低的噬菌斑块形成效率，这表明CAMSA2038菌株中可能还存在其他抗性机制。

图2 全基因组比对CAMSA2002和CAMSA2038

参考文献： Sørensen MCH, Gencay YE, Fanger F, Chichkova MAT, Mazúrová M, Klumpp J, Nielsen EM, Brøndsted L. Identification of Novel Phage Resistance Mechanisms in Campylobacter jejuni by Comparative Genomics. Front Microbiol. 2021 Dec 14;12:780559. doi: 10.3389/fmicb.2021.780559. PMID: 34970240; PMCID: PMC8713573.