口服耶尔森氏菌噬菌体X1可有效保护小鼠慢性肠炎模型免受小肠结肠炎耶尔森氏菌感染

  小肠结肠炎耶尔森氏菌可引起一系列感染，包括严重腹泻、肠炎和肠系膜淋巴结炎、反应性关节炎 (ReA)、结节性红斑 (EN) 和败血症;大量研究发现，小肠结肠炎耶尔森氏菌对越来越多的抗生素产生耐药性，如被公认为第一代的第二代喹诺酮类、第三代头孢菌素类、磺胺类、链霉素类等。因此，迫切需要针对小肠结肠炎耶氏菌的新型治疗剂;

  研究表明，噬菌体在消灭人和动物体内各种食源性病原体方面效果明显。噬菌体是无害的;此外，噬菌体通过特异性靶向宿主细菌，所以通常情况下不会破坏肠道微生物群。因此，噬菌体疗法作为抗生素治疗的替代品或补充剂具有巨大潜力;

  目前，通过噬菌体成功治疗小肠结肠炎耶尔森氏菌的案例较少;本研究从污水中分离出耶尔森氏菌噬菌体X1，并探究该噬菌体在胃肠道内口服应用的稳定性和噬菌体 X1 的杀菌活性。

  噬菌体X1分离表征

  A图为噬菌斑形态，且随着时间逐渐变大;B图为噬菌体的形态，X1噬菌体为肌尾噬菌体;

  C、D图为最佳感染复数、一步生长曲线的实验结果;X1噬菌体可裂解51株小肠二级肠炎耶尔森氏菌中的27株，裂解率为52.9%。

  X1基因组特征

  噬菌体X1的蛋白功能预测结果，在预测的噬菌体功能基因中没有发现与耐药性、溶原性或细菌毒力相关的基因。

  噬菌体稳定性分析

  A为噬菌体 X1 在 PBS 的不同 pH 值下 1 小时的稳定性;B为噬菌体 X1 在 4、25、37、50、60、70 和 80°C 下 1 小时的稳定性;C为噬菌体 X1 在胃肠道内容物中的稳定性。

  噬菌体 X1 在很宽的 pH 值和温度范围内高度稳定，同样，当噬菌体 X1 与肠内容物在 37°C 下孵育 60 分钟时，没有观察到噬菌体活性的显着丧失，表明这些噬菌体颗粒在胃肠道条件下保持稳定。

  噬菌体X1体外抗菌效果探究

  所有噬菌体感染组均显着抑制细菌生长，尽管不同 MOI 下的抗菌效果略有不同。MOI 值越高，细菌对噬菌体感染越敏感。4 小时后，细菌计数下降至约 10 3 –10 4 CFU/mL。

  探究噬菌体X1在体内的治疗效果

  A为盲肠中细菌数量变化情况，感染 24 小时后，组织中的细菌数减少到大约 102CFU/g;

  B为在盲肠中观察到细菌-噬菌体组的滴度，感染48小时后，小肠结肠炎耶尔森菌保留在小鼠中，而噬菌体X1被宿主免疫系统清除。

  感染48H后，处死感染 ZTYSG21 的小鼠，检查盲肠中的病理学变化

  A为小肠结肠炎耶尔森氏菌感染会引起盲肠的缩短及重量减少，噬菌体处理可缓解盲肠的缩短程度，C图为A图数据的量化;

  B为用H&E染料对盲肠组织进行染色，并通过显微镜观察。感染小肠结肠炎耶尔森氏菌后，盲肠组织会出现黏膜下层杯状细胞减少、黏膜溃疡和水肿;噬菌体X1处理后症状显著减轻。

  文章结论：

  由于对酸性化合物、消化酶和胃肠道中含有IgA抗体的粘液层的敏感性，大多数噬菌体在口服期间效果不佳;目前，通过脂质体或藻酸盐纳米颗粒包裹噬菌体也可用于增强噬菌体的稳定性和杀菌活性。

  在这篇文章中，作者发现噬菌体 X1 在 pH 4-11 和肠内容物孵育 1 小时后是稳定的，这表明噬菌体 X1 可能适用于无需包装技术的口服给药治疗，同时，噬菌体 X1在体内也显示出比近年来关于Y. enterocolitica抗菌剂更高的杀菌效率，相比于普通的治疗方式，这种方式价格低廉、方便、治疗快速。

  文章来源：The Yersinia Phage X1 Administered Orally Efficiently Protects a Murine Chronic Enteritis Model Against Yersinia enterocolitica Infection. Front Microbiol. 2020 Mar 6;11:351. doi: 10.3389/fmicb.2020.00351. PMID: 32210942; PMCID: PMC7067902.