擊敗耐藥性細菌感染!噬菌體在組裝過程中會形成強韌的鏈甲 可靈活...

2020-12-05 前瞻網

擊敗耐藥性細菌感染！噬菌體在組裝過程中會形成強韌的鏈甲 可靈活有效地捕獲細菌

 Evelyn Zhang • 2020-08-04 14:00:38　來源：前瞻網　E1222G0

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一般而言，許多人會先選擇抗生素作為治療細菌感染的方案，但對著抗生素的濫用，耐藥現象越來越常見。在這種情況下，不少研究人員開始把眼光放在了一種特立獨行的病毒——噬菌體（phages）的身上。噬菌體可以感染細菌，通過寄生在細菌體內進行複製增殖，最終殺死細菌，是妥妥的「殺菌戰士」。

莫納什大學(Monash University)參與的一項合作研究近日又取得了一項與之相關的令人興奮的發現，這可能最終導致針對耐藥性細菌感染的靶向治療。耐藥性細菌感染，是對全球健康的最大威脅之一。

這項研究由莫納什生物醫學發現研究所的副教授法斯利·古裡巴利和特雷弗·利思戈教授領導，近日發表在《自然·通訊》上。它概述了利用高解析度成像技術揭示了稱為噬菌體（phages）的病毒，是如何攻擊和殺死傷寒病原體傷寒沙門氏菌的，並為科學家提供了一種新的理解——即如何將它們用於正在進行的抗微生物耐藥性(AMR)的鬥爭中。

這項研究是莫納什生物醫學發現研究所(BDI)、莫納什大學AMR研究中心和劍橋大學的研究人員合作完成的。

他們看到的是一種令人難以置信的噬菌體的「舞蹈」（choreography），因為他們組裝了噬菌體顆粒的主要成分：一個充滿病毒DNA的頭部和一個用來感染細菌的尾巴。

「我們看到了粒子的組成部分是如何在錯綜複雜的舞蹈中相互交錯的。在分子水平上，手臂擺動並相互纏繞形成一條連續的鏈，支撐著噬菌體的頭部，」副教授Coulibaly表示。

這種堅硬的鏈甲為噬菌體的DNA提供了進一步的保護。令人驚訝的是，噬菌體的尾巴卻仍然很靈活。當它捕獲細菌並最終將噬菌體DNA注入細菌時，它能夠彎曲而不會斷裂。」

圖3:衣殼蛋白形成兩個嵌套鏈交聯。由主要衣殼蛋白的n端臂和e環組成的非共價鏈甲。圖中還標識了N-ter和E-loops。衣殼蛋白的其餘部分被省略了。b帶表示輔助蛋白的外鏈甲。兩種鏈甲結構的c表示。

噬菌體是一種感染細菌的病毒，每個噬菌體都針對它能殺死的細菌種類而有所不同。噬菌體可以被純化到可以被FDA批准用於治療細菌感染患者的程度，在美國、歐洲和最近的澳大利亞都取得了成功。

在莫納什大學(Monash University)，抗生素耐藥性影響中心(Impact AMR)正在努力解決這些問題，並在尋找治療細菌感染的「噬菌體療法」所需的新型噬菌體。

「這一發現將幫助我們克服噬菌體療法中最關鍵的障礙之一，即準確地理解噬菌體的工作原理，以便提前預測和準確地為每個感染患者選擇最佳的噬菌體，」Lithgow教授表示。

「它可以幫助將噬菌體療法從同情式的使用，在那裡所有其他的治療選擇已經用盡，到更廣泛的臨床使用。」

抗菌素耐藥性是對全球健康、糧食安全和經濟發展的最大威脅之一。這是亞洲的一場緊迫的衛生和人道主義危機，而且在全球範圍內日益嚴重。

抗生素耐藥性影響到社會的各個方面，它是由許多相互關聯的因素驅動的，包括抗生素的過度使用，以及細菌迅速適應的特性，從而演變為耐藥形式。抗生素耐藥性感染的風險群體很多，包括使用呼吸機的COVID-19患者、分娩期間的母嬰、手術患者、癌症患者和慢性病患者以及老年人。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

參考來源：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200730110130.htm

https://www.nature.com/articles/s41467-020-17505-w

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