浅谈噬菌体的临床应用

噬菌体(Bacteriophage,简写作phage),又称细菌病毒(Bacterial virus),它可以侵入细菌细胞中,通过酶的作用,破坏细胞壁,使细菌裂解,进而杀死细菌。噬菌体分为烈性噬菌体及温和性噬菌体,前者可在敏感宿主菌内增殖,并使之裂解,亦称为毒     

一种大肠杆菌噬菌体新裂解酶的表达与活性检测

前期分离得到1株具有较强裂解能力的大肠杆菌噬菌体v B_Eco M-ep3。测序后发现,噬菌体v B_Eco M-ep3的裂解酶基因在大肠杆菌噬菌体中尚未报道,能够编码一种新的裂解酶,并与绿脓杆菌噬菌体裂解酶具有很高同源性。为了探讨该裂解酶对大肠杆菌和绿脓杆菌的裂解活性,克隆了v B_Eco M-ep3的裂解酶基因,经原核表达和纯化,体外评价了Lysep3裂解活性。结果表明:克隆裂解酶基因Lysep3长为492 bp;表达蛋白分子质量为17.7 ku;裂解酶单独作用时,对大肠杆菌和绿脓杆菌均不能裂解,但是能够显著抑制生长;与柠檬酸配合使用(0.5 mg/m L终浓度的Lysep3和0.5 mmol/L终浓度的柠檬酸),对大肠杆菌和绿脓杆菌均表现出较好的裂解能力,作用从2~24 h持续有效,细菌数量分别下降7.2倍和17.3倍。该结果表明,v B_Eco Mep3的裂解酶不但在基因序列上与绿脓杆菌存在进化关系,在功能上也具有相关性。该研究为解析裂解酶结构与功能的关系提供了一个良好的例证,同时有助于裂解酶的广谱性改造。     

李斯特菌噬菌体裂解酶的研究进展

单核细胞增生李斯特菌是重要的食源性致病菌,可通过污染的食品进入人体,引发食品安全事件。噬菌体作为李斯特菌生物防治的有效手段,能够特异性识别菌体细胞,造成细菌裂解死亡。噬菌体发挥抑菌活性的关键在于其双链DNA所编码的裂解酶(肽聚糖水解酶类)能够在增殖过程的后期有效裂解宿主菌的细胞壁,将子代噬菌体释放到胞外环境中。本文综述了李斯特菌噬菌体裂解酶的种类、作用原理和结构特征,并探讨了裂解酶的应用领域和未来发展方向。     

A型产气荚膜梭菌噬菌体裂解酶Cp51的原核表达及活性检测

【目的】原核表达A型产气荚膜梭菌噬菌体裂解酶Cp51并研究其对A型产气荚膜梭菌Clostridium perfringens的体外抗菌活性。【方法】合成噬菌体裂解酶Cp51基因,并构建了pET-32a-Cp51原核表达载体,转化到大肠埃希菌Escherichia coli BL21(DE3),经终浓度为0.5 mmol·L~(-1)的IPTG诱导以及镍柱纯化后,获得了可溶性的Cp51重组蛋白;用比浊法检测Cp51重组蛋白的杀菌活性。【结果】噬菌体裂解酶Cp51重组蛋白能够有效降低7株A型产气荚膜梭菌的浊度,裂解酶质量浓度在5μg·m L~(-1)以上、作用30 min对A型产气荚膜梭菌的杀菌率可达到99.99%以上,而对其他种类细菌无杀菌效果。【结论】A型产气荚膜梭菌噬菌体裂解酶Cp51重组蛋白对A型产气荚膜梭菌有较强的体外杀菌活性和特异性,研究结果为后续裂解酶Cp51的临床应用奠定基础。     

铜绿假单胞菌噬菌体裂解酶LysYH6的表达与活性

以耐药性铜绿假单胞菌为宿主菌分离并筛选出1株烈性噬菌体YH6,根据电镜下的形态特征,YH6为短尾噬菌体家族的成员。通过对YH6的全基因组序列测定和分析,确定了其裂解酶基因,并通过原核表达获得了噬菌体的裂解酶Lys YH6。菌落计数及浊度下降法表明:该裂解酶在EDTA(25 mmol/L)存在的条件下对铜绿假单胞菌表现出了显著的抑菌活性。具有抑菌活性裂解酶Lys YH6的获得为治疗和预防耐药性铜绿假单胞菌引起的感染开辟了新思路。     

T7噬菌体DNA的提取及其反向遗传拯救方法的建立

从T7噬菌体培养液中粗提噬菌体颗粒,经热裂解后用苯酚、氯仿抽提进而获得纯净的T7噬菌体DNA。用PCR、酶切法鉴定T7噬菌体DNA的完整性。通过对不同感受态细菌浓度、T7噬菌体DNA用量、电转化电压条件的优化,建立了T7噬菌体反向遗传拯救方法。结果显示,提取的DNA结构完整,能够被特异性酶切割,多克隆位点序列正确。T7噬菌体的反向遗传拯救方法最优化条件为200 ng T7噬菌体DNA、1 ml 5×109感受态细菌、1.5 kV电转化电压,在此条件下获得的拯救效率为3.5×105 PFU/ng(DNA)。     

大肠杆菌O157 Stx噬菌体裂解酶的克隆表达及活性分析

为研究大肠杆菌O157Stx噬菌体编码的裂解酶(内溶素)对肠出血性大肠杆菌的抗菌作用,克隆表达了大肠杆菌O157Stx噬菌体裂解酶,并检测其裂解作用和裂菌谱。利用PCR方法扩增大肠杆菌O157Min27株中Stx2噬菌体裂解酶基因(R基因),构建表达质粒pET28a(+)-lysEC1,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)。重组质粒在BL21中获得了高表达,目的蛋白表达量占菌体总蛋白的34%,经His-trapTM亲和层析柱纯化后,获得的重组LysEC1的纯度大于97%。体外裂解活性试验证实纯化的噬菌体裂解酶LysEC1对肠出血性大肠杆菌菌株具有很好的裂解作用,这为新型噬菌体抗菌生物制剂的研发提供了新的研发方向。     

猪链球菌噬菌体SMP裂解酶在乳酸乳球菌中的表达及活性研究

猪链球菌（Streptococcus suis,SS）烈性噬菌体SMP的宿主谱窄,制约了其临床应用潜力。研究发现,由噬菌体编码的裂解酶（LySMP）可有效拓宽其裂解谱。本研究以SMP基因组DNA为模板,扩增获得SMP裂解酶基因,将其克隆至质粒pNZ8148中,电转化乳酸乳球菌NZ9000,获得重组乳酸乳球菌NZ9000（pNZ8148-LySMP）,经Nisin诱导可表达LySMP。浊度递减实验结果显示,所表达的LySMP对7株猪链球菌2型菌株和猪链球菌9型菌株有较高的裂解活性,浊度下降可达30%~77%。表明利用NICE表达系统及pNZ8148表达载体在乳酸乳球菌中可实现猪链球菌噬菌体裂解酶的活性表达,为开展LySMP的应用研究提供了可能。     

肠出血性大肠埃希菌噬菌体裂解酶的毕赤酵母重组表达及裂解活性分析

为研究噬菌体V-EcoM-C1所编码裂解酶LysC1的裂解活性,在酵母菌GS115中重组表达裂解酶LysC1,并检测裂解酶LysC1对大肠埃希菌的裂解活性。结果表明:通过甲醇诱导后,含有裂解酶基因LysC1的重组表达质粒pPIC9K-LysC1能够在酵母菌GS115中表达,重组蛋白LysC1的分子量约为25ku,以外分泌方式表达,经HIS-trap HP(GE)亲和层析柱纯化后可获得有活性的重组蛋白LysC1,且该裂解酶对多种不同O抗原类型的肠出血性大肠埃希菌均具有较高的裂解活性,其最小抑菌浓度(MIC)为100μg·mL~(-1)。这一研究利用酵母表达系统成功表达出大肠埃希菌噬菌体裂解酶,且该裂解酶无需穿孔素等破膜因子的辅助,可直接裂解大肠埃希菌,为肠出血性大肠埃希菌的防控提供了新的思路和途径。     

NDM-5阳性大肠杆菌裂解性噬菌体的生物学特性

NDM-5基因是在动物源细菌尤其是鸡源大肠杆菌中主要流行的碳青霉烯类耐药基因,携带该基因的菌株呈现多重耐药性,传播能力强,被称为"超级细菌"。本研究以携带NDM-5基因的鸡源大肠杆菌SQ-C-E5为宿主菌,从污水中分离了对该细菌具有裂解作用的噬菌体,命名为vB_EcoM_Bp5。通过透射电镜观察,最佳感染复数测定,一步生长曲线绘制,杀菌试验,热稳定性及酸碱稳定性测定等试验分析该噬菌体的生物学特性。结果表明,该噬菌体为肌尾病毒科,其噬菌斑透亮,无晕圈,最佳感染复数为10,潜伏期为5 min,爆发期为65 min,该噬菌体在温度为30~60℃和pH为5~10时较稳定,并且噬菌体vB_EcoM_Bp5的裂解谱较广,对多株NDM-5阳性和阴性大肠杆菌都具有裂解作用。因此,噬菌体vB_EcoM_Bp5在防治携带NDM-5基因的大肠杆菌方面具有潜在应用价值。     

沙门菌噬菌体T139基因组分析及其裂解酶LysT40的异源表达和活性鉴定

为开发噬菌体裂解酶作为一种新型的抗菌剂,用于沙门菌的防控,采用生物信息学及异源表达蛋白的方法,获得鼠伤寒沙门菌噬菌体T139的裂解酶,并验证裂解酶对鼠伤寒沙门菌的裂解活性。通过对鼠伤寒沙门菌噬菌体T139基因组进行分析,发现该基因组全长38 854 bp,平均GC含量为49.10%,不包含tRNA基因。进化树分析表明噬菌体T139属于T7噬菌体属,共预测出43个ORFs,有23个被赋予已知功能。多序列比对及保守结构域分析表明,orf 40基因编码的蛋白（LysT40）包含126个氨基酸残基,具有内肽酶保守结构域,为可能的噬菌体裂解酶。LysT40二级结构中存在大量的螺旋结构（70.63%）,使得该蛋白能够保持结构稳定。将orf 40进行异源表达、纯化,经过SDS-PAGE和Western blot分析,在10~15 ku处获得单一目标蛋白条带,纯化的蛋白质量浓度为280 μg/mL。LysT40在30 min内对氯仿或EDTA预处理的鼠伤寒沙门菌具有较好的裂解活性,吸光值OD600相比于对照组分别下降0.18和0.31。     

一种对mcr-1阳性大肠杆菌具有裂解作用的噬菌体生物学特性

本研究以携带多黏菌素耐药基因mcr-1的大肠杆菌SQ-P-E32为宿主菌,分析其对应的裂解性噬菌体的生物学特性。利用双层平板法,从江苏宿迁某猪场污水中分离对该菌具有裂解性的噬菌体,通过透射电镜和基因组酶切分析对噬菌体进行鉴定并命名为v B-Eco P-32,同时测定了该噬菌体的最佳感染复数、一步生长曲线、酸碱和温度耐受性、杀菌效力和裂解谱。结果表明,该噬菌体为短尾噬菌体科,其噬菌斑呈透明的圆形,外周无晕环;该噬菌体的最佳感染复数为100;潜伏期约为5 min,爆发期为55 min,裂解量为32;可耐受温度范围为30~60℃;当pH值为5~10时其效价稳定;当MOI=100.00时,其对大肠杆菌SQ-P-E32的裂解效果最好;v B-Eco P-32裂解谱较广,对猪源大肠杆菌(包括mcr-1阳性菌株)具有较好的杀灭作用。表明,噬菌体v B-Eco P-32在控制mcr-1阳性大肠杆菌感染方面具有较好的应用前景。     

宽谱噬菌体NTHP01的生理特征及噬菌作用

针对1株从中华鳖养殖塘中分离得到的宽谱噬菌体NTHP01(保藏号:CGMCC No. 9623),对其感染复数、潜伏期和裂解期、热稳定性、pH稳定性等理化特性展开研究,探讨了氯化镁促噬菌体感染的最佳浓度,并考察了该噬菌体的噬菌谱。结果显示,噬菌体NTHP01的最佳感染复数为0.01,潜伏期和裂解期分别为150、60 min,最适温度为30℃,最适pH值为7,氯化镁终浓度为4 mmol/L时对噬菌体的感染促进作用最佳。此外,结果显示噬菌体NTHP01宿主范围宽,能够有效抑制来自不同水产养殖品种的细菌,包括嗜水气单胞菌、脑膜脓毒性黄杆菌、迟缓爱德华氏菌、副溶血性弧菌、维氏气单胞菌、腐败希瓦菌、温和气单胞菌等。研究结果为噬菌体NTHP01的规模化制备及今后在水产养殖细菌性病害防治中的应用奠定了良好基础。     

噬菌体裂解酶Cp51在重组乳酸菌中的表达及对A型产气荚膜梭菌的抗菌活性

【目的】构建A型产气荚膜梭菌Clostridium perfringens裂解酶重组表达乳酸菌Lactococcus lactis,并检测重组菌及其表达产物的抗菌效果。【方法】全基因合成噬菌体裂解酶Cp51基因,构建PNZ8148-Cp51原核表达重组载体,电转化至乳酸菌NZ9000,经乳链菌肽诱导表达可溶性Cp51蛋白;用比浊法检测表达蛋白对A型产气荚膜梭菌的抗菌活性;利用细菌液混合培养检测重组菌对A型产气荚膜梭菌增殖的抑制作用。【结果】噬菌体裂解酶Cp51在乳酸菌中成功表达,为1 268 bp;质量浓度1μg·mL-1以上的重组蛋白对A型产气荚膜梭菌具有高效抗菌活性;重组乳酸菌对A型产气荚膜梭菌增殖有一定的抑制效果,混合培养后使产气荚膜梭菌活菌数从9×10~9 CFU·mL~(-1)下降到约9×10~8 CFU·mL~(-1)。【结论】A型产气荚膜梭菌噬菌体裂解酶重组乳酸菌构建成功,为后续优化表达和临床应用研究奠定了基础。     

沙门氏菌噬菌体裂解酶LysLorf22的制备及溶菌活性分析

根据沙门氏菌噬菌体Lumpael的全基因组序列,预测该噬菌体裂解酶基因并对其进行生物信息学分析;优化其在大肠杆菌表达系统中的表达,并分析噬菌体裂解酶LysLorf22与外膜渗透剂最优组合的溶菌效果。结果表明,裂解酶LysLorf22的相对分子质量为1.76×10~4,等电点为9.14,其较优表达条件为:表达菌株Escherichia coli BL21,37℃诱导4 h。LysLorf22裂解谱较宽,最佳工作浓度为375 nmol/L,在30 min内可使氯仿处理的Salmonella Enteritidis ATCC 13076菌悬液OD_(600)下降0.72;375 nmol/L的LysLorf22与0.5 mmol/L乙二胺四乙酸二钠联用对Salmonella Enteritidis ATCC 13076溶菌效果最佳,在2 h内可使活菌数从1.62×10~9 CFU/ml下降至4.31×10~8 CFU/ml。     

一株裂解耐氨苄西林金黄色葡萄球菌的噬菌体及其生物学特性与全基因组分析

本研究旨在分离能够高效裂解耐药金黄色葡萄球菌的噬菌体,为噬菌体生物制品的研制提供候选材料。以耐氨苄西林金黄色葡萄球菌为宿主菌,用双层平板法分离噬菌体,通过透射电子显微镜观察噬菌体形态,并对其进行生物学特性分析及全基因组测序分析。结果分离得到一株金黄色葡萄球菌噬菌体,效价达2.75×10¹⁰ PFU/mL,命名为SP688。该噬菌体具有长的不收缩尾巴,属长尾噬菌体科,对7株耐氨苄西林金葡菌均有裂解效果,最佳感染复数为1,可在10 h内抑制细菌生长,在温度-20～54℃范围和pH值3～11之间活性稳定,对紫外线敏感。全基因组分析显示,SP688基因组为环状DNA,全长45 499 kb, GC含量为34.1%;预测到64个开放阅读框(ORFs),其中19个(29.69%)被预测功能。该噬菌体是一株新型裂解耐氨苄西林金黄色葡萄球菌的广谱噬菌体,可为噬菌体治疗提供材料。     

致仔猪痢疾沙门氏菌特异性噬菌体的分离与纯化

【目的】筛选仔猪痢疾病原菌沙门氏菌特异性噬菌体,为噬菌体制剂的研制和仔猪痢疾的生物防治提供参考。【方法】从患痢疾仔猪粪便中分离致病菌沙门氏菌,鉴定后以其为宿主菌,从生活污水中筛选、纯化出特异性噬菌体,并以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为对照,检测该噬菌体的特异性。【结果】分离到了致病菌沙门氏菌,并得到了纯化的沙门氏菌噬菌体;经检测,该噬菌体只能裂解沙门氏菌,而对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌没有作用。【结论】得到了纯化的可裂解沙门氏菌的特异性噬菌体。     

六株大肠杆菌噬菌体及其多克隆抗体的交叉抑制试验

选择6株不同裂解谱的大肠杆菌噬菌体,进行抗体与噬菌体的交叉抑制试验,并经SDS-PAGE电泳分析噬菌体间的抗原差异。结果:原裂解谱相同的噬菌体,主蛋白区域分布相同;原裂解谱部分相同的噬菌体,蛋白条带分布情况相似。具有相同或部分相同裂解谱的噬菌体,在吸附同一株大肠杆菌时所结合的位点并不一定相同;在这6株噬菌体的表面存在着部分相同的表面抗原,同时存在着各自特异的表面抗原。     

噬菌体与宿主细菌的攻防机制

噬菌体是侵袭细菌的病毒,也是病毒中最普遍、分布最广的类群。为了防止噬菌体侵染,细菌进化出多种多样的防御机制;而为了突破这些防御机制,噬菌体也进化得到了相对应的反制策略。本文即综述了这一领域的研究进展,有助于理解噬菌体与宿主细菌的共存共进化机制,合理利用噬菌体。     

一株可裂解耐黏菌素大肠杆菌噬菌体的分离鉴定及全基因组分析

为研究耐黏菌素大肠杆菌的噬菌体治疗方法,本研究以耐黏菌素大肠杆菌为宿主菌,采用双层琼脂平板法从山东烟台某养鸡场污水样中分离纯化得到裂解性噬菌体SDYTW1-F1-2-2。通过透射电镜观察,最佳感染复数,一步生长曲线,温度稳定性,酸碱度稳定性等生物学特性测定,并对其进行全基因组测序分析。结果表明：1）噬菌体SDYTW1-F1-2-2噬菌斑呈现透亮,外周无晕圈,形态学观察显示其具有可伸缩性尾鞘。2）生物学特性分析表明,噬菌体最佳感染复数为0.1,潜伏期为50 min,爆发期为40 min,爆发量为（331±9）PFU/cell。在温度4～40℃,pH为4～12的环境下,噬菌体活性较为稳定。3）通过噬菌体全基因组测序及核酸类型鉴定显示,该噬菌体基因组全长为74 752 bp,双链DNA,GC含量42.1%。在噬菌体基因组中共鉴定出121个编码蛋白（CDS）,包括结构组成、DNA代谢与复制和包装以及细菌裂解相关的功能基因,发现一个tRNA基因,且未检测到如stx-1等致病性基因和mcr-1等耐药基因相关的基因。综上,噬菌体SDYTW1-F1-2-2裂解谱较宽,具有良好的酸碱性、热稳定性以及安全...