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小肠结肠炎耶尔森菌(Yersinia enterocolitica)是一种重要的人畜共患病原菌,作为一种食源性致病菌在世界范围内广泛分布,引起感染包括自限性胃肠炎、剧烈腹痛、以及危及生命的全身性感染等。各个年龄段对小肠结肠炎耶尔森菌均易感,特别是5岁以下的儿童、老年人和免疫力较低的人患病风险更高。根据世界各地的调查,猪是致病性小肠结肠炎耶尔森菌引起人类食源性感染的主要传染源。然而在清除农场动物肠道中定植的小肠结肠炎耶尔森病原菌中,抗生素的使用受到了限制,其会导致动物肠道菌群失调、抗生素过敏、耐药及药物残留等问题。2020年年底中国在畜禽养殖中将全面落实“禁抗、限抗”等政策,促使我们寻求新的治疗策略和手段进而预防和治疗耶尔森菌的感染。近年来,一些噬菌体临床治疗细菌性胃肠道疾病成功的案例已经证明了噬菌体疗法的可行性与安全性,在替代或补充抗生素治疗细菌性疾病方面具有巨大的潜力。迄今为止,成功应用噬菌体治疗小肠结肠炎耶尔森菌体内感染的案例尚未见报道。本研究在自然界中分离到一株能够裂解小肠结肠耶尔森菌的噬菌体,该噬菌体在体外对小肠结肠耶尔森菌表现出广谱、高效的杀菌活性,通过口服该噬菌体可以有效阻止小肠结肠炎耶尔森菌在小鼠胃肠道内的定植,缓解病原菌引起的组织炎症损伤。本研究首先以小肠结肠炎耶尔森菌为宿主菌,从生活污水中分离并纯化到一株小肠结肠炎耶尔森菌噬菌体,将其命名为vB-YenM-X1。透射电镜显示,噬菌体属于肌尾噬菌体科,具有二十面体的头部和收缩的尾巴。噬菌体全基因组测序结果表明,噬菌体vB-YenM-X1基因组全长48 948bp,基因组G+C的含量约为47.9%,具有88个开放阅读框,基因组中未发现与耐药性、溶源或细菌毒力等相关的基因。随后生物学特性显示噬菌体的最佳感染复数值低(MOI=10-6)、潜伏期较短(15min)、爆发量较大(290 PFU/Cell),表明噬菌体vB-YenM-X1具有较高的增殖效率。噬菌体稳定性的研究表明,噬菌体vB-YenM-X1在460℃的温度和4.011.0的pH值环境中及对胃肠道存在的消化酶类内容物均具有较强的耐受性,提示噬菌体vB-YenM-X1可能适用于口服给药途径。此外,对49株从云南省当地啮齿和犬类动物中分离的小肠结肠炎耶尔森菌进行血清型检测,表明分离株的血清型分布较为广泛,其中以世界范围内主要引起腹泻的O:3血清型菌株为主。进一步对噬菌体裂解范围和活性进行测定,发现其具有较广泛的裂解宿主谱范围(27/51)且可以覆盖多个具有流行病学意义的血清型菌株,尤其对O:3血清型的菌株裂解率最高(50%)。本研究成功建立了O:3血清型小肠结肠炎耶尔森菌感染引起的小鼠肠炎模型,通过灌服噬菌体vB-YenM-X1治疗并评价其治疗效果及安全性。结果显示,小鼠攻菌(2.05×108CFU/mouse)6小时后,口服应用单剂量的噬菌体vB-YenM-X1(1.95×108PFU/mouse),12 h后即可以显著降低肠道组织载菌量,缓解小肠结肠炎耶尔森菌对胃肠道组织的损伤程度,降低体内炎症反应,其中促炎性细胞因子的含量如IL-1β、IL-6和TNF-α显著低于未治疗组,且与健康组无显著差异。而随着胃肠道小肠结肠炎耶尔森菌载菌量的降低,治疗后的48 h噬菌体vB-YenM-X1逐渐被机体清除,且治疗动物未出现不良反应。综上所示,口服噬菌体vB-YenM-X1可以顺利穿过胃酸屏障且不丧失裂解活性,有效到达病灶消灭肠道内小肠结肠炎耶尔森菌且不存在药物残留等不良反应。本研究表明,噬菌体vB-YenM-X1在清除环境、食品和动物肠道中小肠结肠炎耶尔森菌方面具有很大的应用潜力,能够有效降低该菌可能带来的公共卫生安全隐患。