近日，华中农业大学李锦铨教授课题组在《Antimicrobial Agents and Chemotherapy》期刊上发表了一篇题为 “PlyKp104, a Novel Phage Lysin for the Treatment of Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, and Other Gram-Negative ESKAPE Pathogens”的文章。该研究筛选出一种全新非透膜剂依赖型的裂解酶PlyKp104，该酶对肺炎克雷伯菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌以及其他革兰氏阴性人兽共患病原菌具有显著的杀菌活性（>5 logs的杀伤）。研究背景：肺炎克雷伯菌是常见的革兰氏阴性菌，也是重要的人兽共患病原菌，与各种人类和动物疾病密切相关。其可引起烧伤感染、伤口感染、尿路感染和脑膜炎等各种人类相关疾病，也可以引起奶牛乳腺炎、肺炎和败血症等各种动物相关疾病。致病性大肠杆菌也涉及各种人类和动物疾病[1]，包括炎症性肠病、败血症、尿路感染、仔猪白痢和禽大肠杆菌病等。更令人担忧的是，这些细菌通常是多重耐药或广泛耐药的，导致这些疾病发病率提高并难以治愈。噬菌体裂解酶具有良好的杀菌活性，作为一种抗生素有效替代品的新型抗菌剂引起了研究人员的广泛关注。然而，由于革兰氏阴性菌外膜的限制，已发现的大部分革兰氏阴性菌裂解酶通常需要联合透膜剂使用才能达到杀菌效果。因此，筛选可以直接裂菌的非透膜剂依赖型裂解酶成为当前的研究热点。研究过程：本课题组前期突破性发现了一个效果较好的非透膜剂依赖型大肠杆菌裂解酶PlyEc2[2]，可以杀伤>5 logs的大肠杆菌和~2 logs的肺炎克雷伯菌。此次，为了筛选更加广谱针对革兰氏阴性人兽共患病原菌的裂解酶，研究人员通过生物信息学和合成生物学等多学科交叉方法筛选出一个裂解谱更广、裂解活性更好的裂解酶PlyKp104（图1）。经测试，PlyKp104的抗逆性强，在pH 5-10、尿素浓度0-500mM和肺表面活性剂浓度0-25%的条件下，对肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌保持活性。PlyKp104的杀菌速度快，可以在45min内裂解>5 logs的肺炎克雷伯菌，在10min内裂解>5 logs的铜绿假单胞菌（图2）。此外，裂解酶PlyKp104对阴沟肠杆菌、大肠杆菌、鲍曼不动杆菌以及其他革兰氏阴性人兽共患病原菌也具有显著的杀菌活性（>5 logs的杀伤）（图3）。本研究进一步应用PlyKp104治疗肺炎克雷伯菌皮肤感染，发现其可以降低皮肤表面~2 logs的肺炎克雷伯菌，有显著的治疗效果（图4）。研究意义：综上所述，该裂解酶在体外和体内测定中都具有显著杀菌活性，裂解谱更广，且无需添加膜透剂或进一步的蛋白质修饰。表明该裂解酶具有作为药物用于治疗细菌感染的潜力。图1 PlyKp104鉴定和表达的示意图图2 PlyKp104对肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌的裂解曲线测定图3 PlyKp104的裂解谱图4 PlyKp104治疗小鼠肺炎克雷伯菌皮肤感染的效果原文链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/aac.01519-22参考文献：[1] Yang Y, Du H, Zou G, et al. Encapsulation and delivery of phage as a novel method for gut flora manipulation in situ: A review. J Control Release. 2023;353:634-649.[2] Xu S, Campisi E, Li J, Fischetti VA. Decontamination of Escherichia coli O157:H7 on fresh Romaine lettuce using a novel bacteriophage lysin. Int J Food Microbiol. 2021;341:109068.附：简介李锦铨，华中农业大学教授，博士生导师，校人力资源部副部长（挂职）。入选农业农村部农业科研杰出人才培养计划和湖北省某拔尖人才培养计划。主持或参与国家自然科学基金、湖北省技术创新专项（中美合作）、国家重点研发计划子课题等10余项。长期致力于人兽共患食源性病原菌的分子致病机制和噬菌体新型防控技术研究，研究成果曾被《Nature》选为研究亮点并专题报道。系统构建危害我国动物健康与动物性食品安全的重要病原菌资源库，率先提出了单核苷酸变异引发病原菌致病风险激变的理论基础，突破基于基因组大数据的新靶标高通量筛选技术，发掘人兽共患的高风险菌株的特异性检测靶点并建立检测方法。针对人兽共患病病原菌建立噬菌体库和裂解酶库，为实现我国噬菌体产业自主生产积累资源和建立生产线，相关技术可应用于替代饲料、养殖和食品加工过程所需的抗菌物质，促进动物健康与动物性食品安全。曾在EMBO Molecular Medicine、Journal of Controlled Release、PloS Pathogens、The Journal of Infectious Diseases、Antimicrobial Agents and Chemotherapy、Food control、International Journal of Food Microbiology发表论文40余篇，授权专利10余项。识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。
