噬菌体高效治疗类鼻疽伯克霍尔德菌

伯克霍尔德菌假单胞菌是一种热带病原体，可引起类鼻疽。其固有的药物耐受性是治疗失败的主要原因，而少数可用的抗生素需要长时间使用才能有效。一种完全不同的治疗细菌感染的方法是使用噬菌体，即专门感染细菌的病毒，这可能是规避抗生素耐药性问题的一种潜在方式。在全球热带医学领域重要刊物《Infectious Diseases of Poverty》发表的研究“A novel lytic phage potentially effective for phage therapy against Burkholderia pseudomallei in the tropics”，从中国海南首次分离出具有广谱裂解特性的噬菌体，并在体内外实验中表现出显著的裂解性能、稳定性和细菌清除效率，为海南岛类鼻疽的生物防治提供了思路。

宿主谱系和形态特征

从可能被类鼻疽伯克霍尔德菌污染的样本中，鉴定出了超过 20 种产生浑浊或清晰斑块的噬菌体。对进行测试后发现，一种名为 vB_BpP_HN01 的噬菌体能够裂解 25 株类鼻疽伯克霍尔德菌中的 24 株，但对非类鼻疽伯克霍尔德菌株均无裂解作用。

图1 菌落和病毒颗粒的形态^[1]

vB_BpP_HN01的感染性和物理化学特性

根据在感染后 3 小时同一体积培养物产生的斑块数量，当 MOI 调整为 0.1 时获得了最大滴度。在这些最优参数下，一步生长曲线揭示了一个持续 20 分钟的日食期和一个持续至多 40 分钟的种群爆发。

图2 vB_BpP_HN01的感染性和物理化学特性^[1]

vB_BpP_HN01的线性基因组及其系统发生位置

经过琼脂糖凝胶电泳检测 isolated 基因组后，通过测序获得了更多关于vB_BpP_HN01的遗传信息。该 71,398 bp 的基因组由 dsDNA 组成，GC 含量为 52%。在所有能够编码潜在功能性蛋白质的所有开放阅读框中，有 7 个开放阅读框建立了与显微形态描述一致的主要组分的结构特征。

图3 vB_BpP_HN01的线性基因组^[1]

对于基因组比较，通过 BLASTn 搜索首先鉴定出的两个相似物种是 Achromobacter 噬菌体。在该分析中，噬菌体 vB_BpP_HN01 被分为一个单独的分支，该分支可以感染 Achromobacter 菌株。虽然展示了不同的系统发育模式，但根据 terminase 的结果，与 Rhizobium 噬菌体和 Erwinia 噬菌体的关系得到了注意。

图4 生物 informatic 分析了 vB_BpP_HN01 的基因组^[1]

实验性噬菌体治疗类鼻疽伯克霍尔德菌感染

为了验证其对类鼻疽伯克霍尔德菌的活性，实验将噬菌体 vB_BpP_HN01 应用于感染的 A549 细胞。感染类鼻疽伯克霍尔德菌后，大约有60%的细胞死亡。vB_BpP_HN01 的作用削弱了这一影响，因为在 MOI 为 0.1 和 1 的情况下，分别有 70.6 ± 6.8%和 85.8 ± 5.7%的感染 A549 细胞在整个实验过程中存活，甚至高于单独使用头孢他啶治疗的组。

图5 噬菌体 vB_BpP_HN01 对 A549 细胞的保护效果^[1]

类鼻疽伯克霍尔德菌是一类广泛分布于热带环境的致病菌，其所引发的疾病为类鼻疽。该疾病在治疗方面往往受限于致病菌的固有耐药特性以及抗生素使用过程中所产生的获得性耐药，这使得噬菌体治疗成为另一可行手段。在本研究中，在中国海南首次分离出一种具有广泛宿主谱的裂解性类鼻疽伯克霍尔德菌噬菌体。通过研究其裂解特性和稳定性，推测其可能成为治疗伯氏菌感染的治疗剂，并成功在 A549 细胞进行了实验性治疗。噬菌体 vB_BpP_HN01 值得进一步研究，以在海南岛对类鼻疽进行控制。

参考文献：

[1] Wang Y, Li X, Dance DAB, et al. A novel lytic phage potentially effective for phage therapy against Burkholderia pseudomallei in the tropics. Infect Dis Poverty. 2022;11(1):87. Published 2022 Aug 4. doi:10.1186/s40249-022-01012-9