金葡菌相关炎症性皮肤病的非抗生素治疗—工程化噬菌体內溶素

金黄色葡萄球菌常与炎症性皮肤病(特异反应性皮炎，AD)相关，使症状加重。一般情况下不建议使用抗生素治疗金葡菌相关的皮肤感染，因为抗生素会对对健康皮肤微生物群产生广泛的有害影响，并且促进耐药性的产生。因此，开发新型的金葡菌特异性抗菌药物是很有必要的。作者在此构建了由噬菌体内溶素Ply2638和溶葡萄球菌酶的功能域组成的两种嵌合细胞壁裂解酶(又称內溶素)：Staphefekt SA.100和XZ.700.两种工程化酶均能特异性杀死金黄色葡萄球菌，对共生皮肤细菌(如表皮葡萄球菌)无影响，在多项体外活性测定中，XZ.700比SA.100更有活性。并且在模拟模型中， XZ.700选择性地清除了金葡菌，而保留了表皮葡萄球菌。此外，XZ.700在多次诱导下均未产生金葡菌抗性。最后，在金葡菌皮肤感染小鼠模型中，作为乳霜配方的XZ.700可以有效地杀死重组人表皮上的金葡菌，并且含有XZ.700的凝胶相比未经治疗的对照组显著减少了细菌数量。

首先利用噬菌体内溶素Ply2638的结合结构域SH3b及其中一个催化结构域Ami和溶葡萄球菌酶的结合结构域M23功能域组成工程化的嵌合细胞壁裂解酶Staphefekt SA.100.又在此基础上将Staphefekt SA.100中的催化功能较弱的催化结构域Ami删除，构建了工程化的嵌合细胞壁裂解酶XZ.700.XZ.700对金黄色葡萄球菌的活性始终高于SA.100(B-D)。

类似的在杀菌速率和效果上，XZ.700对金黄色葡萄球菌的活性始终高于SA.100(B-D)。

在宿主谱特异性试验中也发现，两种工程化酶对MRSA/MSSA敏感性没有明显差异，对表皮葡萄球菌ATCC 12228均无活性。

为了进一步证实XZ.700对金葡菌的特异性，在跨孔膜上培养金葡菌和表皮葡萄球菌的混合培养物(1:1的比例接种)，模拟简化的皮肤微生物群：

结果发现，XZ.700处理组中，金葡菌的浓度比表皮葡萄球菌低2.5对数单位。这表明XZ.700在混合的表面黏附细菌培养物中选择性地杀死金黄色葡萄球菌，且允许表皮葡萄球菌正常生长。

并且XZ.700在多次重复暴露于细菌后并没有发现其会引发金黄色葡萄球菌的抗性：

进一步的在模拟人表皮上微生态环境中，对金黄色葡萄球菌的选择性杀伤中，含有XZ.700的乳霜比溶液更加有效：

最后，含有XZ.700凝胶在小鼠皮肤感染模型中显著减少金黄色葡萄球菌的数量：

思考与启示：

1) 由于阴性菌和阳性菌的结构差异，阳性菌的裂解酶的应用更加简单;

2) 为裂解酶的功能性改造及后续的有效治疗方案提供了理论支撑;

3) 对于细菌耐药性的解决方案，在裂解酶的基础上进行多功能化的工程改造是一种新的思路。

原文章链接：https://doi.org/10.1128/aac.02273-21