【摘 要】
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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)是一种常见的病原菌,可以引起奶牛临床和亚临床性乳腺炎。然而,由于金黄色葡萄球菌对抗生素的耐受日益增强,特别是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等多重耐药菌株的出现,使得奶牛乳腺炎的治疗变得越来越难。因此,亟需寻找一类高效不耐药的新型抗菌策略。噬菌体(Bacteriophage,phage)作为一种可以感染并特异裂解细菌
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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)是一种常见的病原菌,可以引起奶牛临床和亚临床性乳腺炎。然而,由于金黄色葡萄球菌对抗生素的耐受日益增强,特别是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等多重耐药菌株的出现,使得奶牛乳腺炎的治疗变得越来越难。因此,亟需寻找一类高效不耐药的新型抗菌策略。噬菌体(Bacteriophage,phage)作为一种可以感染并特异裂解细菌的病毒,能够在不影响机体内正常共生菌群的前提下清除特定的病原菌,具有独特的抗菌应用潜力。因此,本文从患乳腺炎奶牛的乳汁中分离、鉴定金黄色葡萄球菌,并以其作为指示菌进行金黄色葡萄球菌噬菌体的分离、鉴定,进而通过鸡尾酒治疗策略,分别在细胞和小鼠模型上探究噬菌体对金黄色葡萄球菌感染的抑制效果。为了从乳汁中分离、鉴定出金黄色葡萄球菌,基于该菌在血琼脂平板和BP平板上的生长特性以及PCR扩增葡萄球菌属特异—16S r RNA,成功鉴定出13株金黄色葡萄球菌。并通过检测金黄色葡萄球菌的耐药基因和毒力基因,发现乳汁中分离到的金黄色葡萄球菌多数呈多重耐药,且携带不同数量的毒力基因。进一步挑选出耐药广、毒力强的4株金黄色葡萄球菌,研究其对牛乳腺上皮细胞的细胞毒性,发现这4株金黄色葡萄球菌均可造成细胞不同程度的损伤。为了获得金黄色葡萄球菌噬菌体,基于双层琼脂平板分离法,从奶牛饲养环境中分离到三株金黄色葡萄球菌噬菌体,分别命名为v B_Sau M_YNP1(YNP1)、v B_Sau M_FLP8(FLP8)、v B_Sau P_PNP1(PNP1),三者均能与指示菌形成边缘光滑的透明圆形噬菌斑;经双层琼脂平板法测定效价,发现三株噬菌体效价分别为3.5×109PFU/m L,8.4×108PFU/m L,2.0×1011 PFU/m L;在120KV透射电镜下,噬菌体YNP1和FLP8的形态相似,头部均为二十面体,均含有收缩性尾部,属于肌尾噬菌体。噬菌体YNP1的头部直径约100nm,尾部长约125 nm;噬菌体FLP8的头部直径约82 nm,尾部长约143 nm;噬菌体PNP1头部呈二十面体,直径约82 nm,尾部较短,长约25 nm,且不具有收缩性,属于短尾噬菌体科。为了探究噬菌体的生物学特征,利用点滴法和双层琼脂平板法,对三株噬菌体的裂菌谱以及理化特性进行了研究。结果表明,噬菌体PNP1的裂菌谱相对较宽,可以裂解12株金黄色葡萄球菌;噬菌体YNP1对7株金黄色葡萄球菌表现出较强的裂菌活性,同时噬菌体YNP1还可以裂解1株乳汁中分离的多重耐药鸡葡萄球菌。噬菌体FLP8的裂菌谱最窄,只能裂解其宿主菌SH-5。噬菌体YNP1、FLP8和PNP1均有较强的热稳定性和较广的p H耐受范围。此外,噬菌体YNP1、FLP8和PNP1均对氯仿不敏感,经不同浓度的氯仿处理后,三者仍保持较高的效价。紫外线对噬菌体YNP1和FLP8的活性影响不显著,经紫外线照射1 h后,二者的效价变化不显著,而噬菌体PNP1对紫外线很敏感,经紫外线照射1 h后,效价骤降至104PFU/m L,活性基本丧失。噬菌体YNP1、FLP8和PNP1的最佳感染复数(MOI)分别为1、1和0.01。噬菌体的一步生长曲线表明,YNP1、FLP8和PNP1的潜伏期均为10 min,爆发期分别为50 min、40 min和110 min,而裂解量分别为71、153和200。为了探究噬菌体治疗金黄色葡萄球菌的应用潜力,进行了噬菌体体外杀菌试验,并采用鸡尾酒策略,研究了噬菌体阻断细菌感染牛乳腺上皮细胞(MAC-T)的效果。结果显示,噬菌体鸡尾酒治疗策略对多重耐药金黄色葡萄球菌具有很强的杀菌作用,可以有效抵御金黄色葡萄球菌对MAC-T的侵袭,并抑制细胞的炎症反应,且应用后诱导产生耐受噬菌体的细菌突变株量最少。为了探究噬菌体鸡尾酒制剂的体内杀菌效果,利用多重耐药金黄色葡萄球菌JY-2建立了小鼠乳腺炎模型,经噬菌体治疗后,表明小鼠乳腺内的细菌载量显著降低;病理检验表明,采用噬菌体鸡尾酒治疗策略后可以有效改善细菌对乳腺组织的损伤;IL-6的表达量明显下降,有效缓解炎症反应。综上,本论文从临床奶牛乳样中分离、鉴定了引起奶牛乳腺炎的金黄色葡萄球菌,并分离、鉴定了相应噬菌体,采用噬菌体鸡尾酒治疗策略,在细胞水平和小鼠乳腺炎模型上评估了其有效的杀菌和抗感染能力,为治疗耐药金黄色葡萄球菌引起的奶牛乳腺炎提供了技术储备。
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