《新发现噬菌体裂解酶具有降低金黄色葡萄球菌毒力与增强免疫清除功能》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-08-31
  • 近日,中国科学院武汉病毒研究所的一项研究发现来源于噬菌体裂解酶的重组蛋白V12CBD具有降低金黄色葡萄球菌毒力与增强免疫清除的多重功能,为研究治疗包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)在内的超级耐药细菌感染药物提供了新的思路,研究成果在线发表于《The EMBO Journal》( 《欧洲分子生物学组织杂志》),原文题为“Staphylococcus aureus virulence attenuation and immune clearance mediated by a phage lysin-derived protein”(一种噬菌体裂解酶来源蛋白质降低金黄色葡萄球菌毒力与增强免疫清除研究)。

    由于抗生素广泛使用和研制全新抗生素面临较大困难,近年来包括MRSA在内的超级耐药细菌日益增多,严重威胁人类健康。据世界著名经济学家Jim O’neill 2014年的一项研究,如果人类现在不采取行动遏制耐药性细菌,到2050 年全球每年因耐药菌感染死亡的人数将高达1000万人,相关花费高达63万亿英镑,占全球经济总量的2%-3.5%。因此,研究和发展能对抗耐药细菌感染的新药物刻不容缓。作为细菌的“天敌”,细菌病毒也即噬菌体具有特异杀菌、对环境和人无害等优点,噬菌体治疗耐药细菌感染研究在近些年重新得到了高度重视。中国科学院武汉病毒研究所危宏平研究员团队一直致力噬菌体治疗方面的研究,分离了多种噬菌体和已发现了多个能快速杀灭耐药细菌的重组噬菌体裂解酶。

    该研究团队在这些研究基础上,进一步研究了一种来自于噬菌体裂解酶PlyV12结合域的V12CBD蛋白质,发现在体外与金黄色葡萄球菌结合后,V12CBD不仅能降低多个金葡菌毒力因子的表达,而且具有通过激活NF-κB通路提高巨噬细胞杀灭金葡菌的功能。在小鼠感染模型上,V12CBD不仅显示了较好的治疗效果,而且具有很好的免疫预防效果。该研究首次发现一个蛋白质分子同时具有治疗(作用于细菌本身)和免疫保护(激活宿主免疫反应)效果,为研究治疗包括MRSA在内的超级耐药细菌感染药物提供了新的思路和潜在靶标,具有重要意义。

    中国科学院武汉病毒研究所的杨航青年研究员为该论文的第一作者,危宏平研究员和武汉大学李宇红教授为论文共同通讯作者,中国科学院武汉病毒研究所魏滨研究员、陈建军副研究员、杨艳副研究员、郑振华青年研究员等对该研究给予了建议和帮助。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院等项目资助。

    原文链接:DOI 10.15252/embj.201798045

  • 原文来源:http://www.whiov.ac.cn/kyjz_105338/201808/t20180829_5060410.html
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-10-12
    • 在一项新的研究中,来自美国国家过敏与感染性疾病研究所(NIAID)、泰国姊妹校皇家科技大学和玛希隆大学的研究人员证实在益生菌消化补充剂中常见的一种“有益的”细菌有助清除金黄色葡萄球菌,即一种可引起严重的抗生素耐药性感染的细菌。他们意外地发现芽孢杆菌(Bacillus)阻止金黄色葡萄球菌在健康个体的肠道和鼻子中生长。随后,他们利用一种小鼠研究模型,精确地确定了这是如何发生的。 相关研究结果于2018年10月10日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Pathogen elimination by probiotic Bacillus via signalling interference”。 NIAID主任Anthony S. Fauci说,“益生菌常被推荐作为改善消化系统健康的膳食补充剂。这是首批准确描述它们如何提供健康益处的研究之一。对某些疾病而言,作为抗生素治疗的一种有效的替代方案,口服芽孢杆菌可能在科学上是吸引人的,这绝对值得进一步探索。” 葡萄球菌感染每年导致全世界数万人死亡。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)作为一种引起严重疾病的病因而广为人知。鲜为人知的是,金黄色葡萄球菌通常能够生活在鼻子或肠道中而不会造成任何伤害。然而,如果皮肤屏障受到破坏,或免疫系统受损,那么这些定植细菌能够导致严重的感染。 阻止葡萄球菌感染的一种策略是清除金黄色葡萄球菌定植。然而,一些去定植策略是有争议的,这是因为它们需要使用相当数量的外用抗生素并且取得有限的成功,这部分上是原因它们仅靶向鼻子中的细菌,而且来自肠道中的细菌会快速地重新定殖。 这些研究人员在泰国农村招募了200名志愿者进行研究。他们猜测,这一人群不会像高度发达的城市地区的人那样受到食品杀菌或抗生素的影响。他们首先分析了每个研究参与者的粪便样本中与金黄色葡萄球菌不存在相关的细菌。他们发现了101个芽孢杆菌(主要是枯草芽孢杆菌)阳性粪便样本---发现的这种类型的细菌与许多益生菌产品中的其他细菌混合在一起。芽孢杆菌形成孢子,这些孢子能够在恶劣的环境中存活下来,并且通常与蔬菜一起被人摄入,从而允许它们能够在肠道中暂时地生长。他们随后对这200名志愿者进行采样,接着检测金黄色葡萄球菌在这些志愿者肠道(阳性样本为25例)和鼻子(阳性样本为26例)中的存在。引人注目的是,他们在任何存在芽孢杆菌的样品中都没有发现金黄色葡萄球菌。 在小鼠研究中,这些研究人员发现了一种金黄色葡萄球菌群体感应系统,这种群体感应系统当这种细菌在肠道中生长时才发挥功能。有趣的是,他们从人类粪便中回收的所有100多种芽孢杆菌分离株都有效地抑制了这种群体感应系统。 通过使用色谱和质谱技术,这些研究人员鉴定出一种特殊类型的称为芬荠素(fengycin)的脂肽是芽孢杆菌中抑制这种金黄色葡萄球菌群体感应系统的特定物质。 进一步的测试表明芬荠素对几种不同的金黄色葡萄球菌菌株---包括高风险的USA300 MRSA,它在美国引起大多数社区获得型MRSA感染(community-associated MRSA infection),并且是一种日益常见的与医疗保健相关的MRSA感染的原因---具有相同的作用。 为了进一步验证这些发现,这些研究人员将金黄色葡萄球菌定植在小鼠的肠道中并给它们喂食枯草芽孢杆菌孢子来模拟益生菌摄入。每两天给予益生菌芽孢杆菌可清除这些小鼠肠道中的金黄色葡萄球菌。利用不产生芬荠素的芽孢杆菌开展相同测试没有产生效果,并且金黄色葡萄球菌如预期的那样茁壮生长。 这些研究人员接下来计划测试一种仅含有枯草芽孢杆菌的益生菌产品是否能够清除人体中的金黄色葡萄球菌。他们计划为这个项目招募更多的泰国志愿者。论文通信作者、NIAID首席研究员Michael Otto博士说,“最终,我们希望确定一种简单的益生菌治疗方案是否可用于降低医院中的MRSA感染率。”
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2018-02-09
    • 近日,一篇刊登在国际杂志The Journal of Clinical Investigation上的研究报告中,来自约翰霍普金斯大学等机构的研究人员通过研究阐明了免疫系统如何保护机体抵御金黄色葡萄球菌引发的复发性细菌性皮肤感染,相关研究或为后期科学家们开发疫苗来抑制葡萄球菌皮肤感染提供一定的思路。 每年美国都有大约1400万因葡萄球菌皮肤感染而治疗的门诊病人,大约有50万名患者会入院治疗,而入院病人的花费大约为30亿至40亿美元。研究者Lloyd Miller博士表示,由于抗生素开发的滞后及细菌药物耐受性的不断增加,因此目前在临床上研究人员急需开发出对抗葡萄球菌皮肤感染的新型疗法,目前很多抗生素并不会为保障公共卫生健康提供持久的解决方案。 这项研究中,研究人员利用免疫系统缺陷的小鼠进行研究,研究者发现,当皮肤首次接触金黄色葡萄球菌后,他们意外的发现,第二次接触相同细菌时小鼠能够有效抵御细菌感染;当检测小鼠机体中抵御感染的免疫系统中的抗体或其它组分时,研究人员并不清楚到底是哪些免疫反应能够保护小鼠,随后研究者对治疗多发性硬化症的FDA批准的药物进行了检测,这种药物能抑制机体特定的免疫细胞离开淋巴结进入炎性位点。 研究者表示,遗传测序数据能够揭示首次感染后小鼠机体中出现明显增殖的特殊细胞,随后这些细胞会移动到感染位点并且帮助小鼠抵御二次感染,在感染之前,这些所谓的γδT细胞在淋巴结所有的细胞中占比不到1%,而感染后,其比例就能够超过20%。医学博士Emanual Maverakis说道,我们的实验室擅长开发新型遗传学方法来研究T细胞群体,但我们并没有将该技术应用于研究免疫系统如何对感染产生反应。 由于这项研究是在小鼠机体中进行的,研究人员想观察是否相关的研究发现在人类机体中同样适用,通过联合研究后,研究人员对健康个体和罕见免疫障碍患者(对葡萄球菌感染极为敏感)机体的血液进行了检测。据研究者介绍,一半的罕见免疫障碍患者都会在10岁时死亡,但如果其能够存活至成年期,就能够克服对机体对葡萄球菌感染的易感性,在这些患者的血液样本中,研究人员发现γδT细胞比例的升高,这与在小鼠机体中的结果相似。 研究人员希望γδT细胞能作为一种新型靶点来帮助研究人员开发新型疗法或疫苗,抵御葡萄球菌皮肤感染,这或许有望缓解葡萄球菌感染给患者带来的负担,同时也能抑制患者并发症的发生;相关研究由美国国家过敏和传染病研究所提供资助。