论文标题：Phage–Bacterial Interaction Alters Phenotypes Associated with Virulence in Acinetobacter baumannii

论文链接：https://doi.org/10.3390/v16050743

期刊名：Viruses

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/viruses

研究导读

细菌与噬菌体之间的攻防战，是细菌进化历史上一个重要的推动力。细菌为了逃避噬菌体的感染，会不断进化出新的抗性机制，而噬菌体也会持续进化新的感染手段。这种相互作用，究竟会如何影响细菌的致病性呢？一项由中国科学院大学危宏平教授领衔的研究团队所完成的研究成果，近期发表在 Viruses 期刊上，为这个谜团揭开了神秘的面纱。

研究方法

研究团队选取了耐药细菌鲍曼不动杆菌作为研究对象，包括野生型菌株WHG40004和通过持续与噬菌体P21共培养而获得抗性的突变株Ev5-WHG。他们通过一系列体外实验，比较了这两株细菌在宿主微环境适应性、细胞粘附侵入能力、对巨噬细胞的抗性以及细胞毒性等方面的差异，以探究噬菌体抗性与细菌致病性之间的关系。

研究结果

• 在模拟宿主环境 (含血清、过氧化氢) 的条件下，Ev5-WHG显示出明显较弱的耐药性

研究人员测试了Ev5-WHG在模拟宿主微环境 (血清和过氧化氢) 的培养基中的生长能力。通过测量Ev5-WHG突变体和WHG40004在过氧化氢杀伤后抵抗失活和细菌代谢抑制的能力，结果显示Ev5-WHG突变体的抗性低于野生型细菌 (图1A)。此外，研究人员还测试了两种细菌在健康人血清活性下的存活情况。结果 (图1B) 表明，Ev5-WHG突变体对人血清杀伤的敏感性增加，这是由于补体活性造成的，从灭活血清中细菌存活的结果可以看出。

图1. 宿主微环境中的性能。(A) 用过氧化氢处理后存活细菌的百分比。数据表示为平均值±SEM (n = 3)。***：p <0.001；(B) 正常人血清中存活细菌的百分比。数据表示为平均值±SEM (n = 4)。***：p <0.001；ns：不显著。给出的结果是3个或更多独立实验的平均值。

• Ev5-WHG对A549上皮细胞的细胞毒性较小

研究人员比较了WHG40004和Ev5-WHG对A549细胞的细胞毒性 (补充材料)。通过读取吸光度并计算细胞毒性百分比，发现耐药突变体Ev5-WHG的细胞毒性低于野生型细菌。结果显示，WHG40004诱导的细胞毒性约为79%，而Ev5-WHG诱导的细胞毒性显著较低，约为65% (图2)。

图2. 细菌对A549细胞的细胞毒性诱导。数据表示为平均值±SEM (n = 3)。**：p <0.01；ns：不显著。给出的结果是3个或更多独立实验的平均值。

• Ev5-WHG对A549上皮细胞的粘附和侵袭受损，并且对RAW264.7巨噬细胞杀伤的抵抗力降低

研究人员将噬菌体耐药突变体和野生型菌株同时与A549细胞的单层进行互作，并评估它们粘附和侵入这些细胞的能力。结果表明，与野生型菌株相比，噬菌体耐药突变体Ev5-WHG粘附上皮细胞的能力受损 (图3A)。此外，该突变体侵入A549上皮细胞的能力也显著降低 (图3B)。研究人员还测量并比较了突变体Ev5-WHG和野生型菌株在体外RAW264.7细胞中抵抗巨噬细胞吞噬和杀伤的程度。结果发现，Ev5-WHG对巨噬细胞杀伤的抵抗力较低 (图3C)。

图3. 在哺乳动物细胞系中的表现。(A) 细菌粘附到A549上皮细胞。数据表示为平均值±SEM (n = 4)。*：p <0.1；(B) A549上皮细胞中细菌的内化。数据表示为平均值±SEM (n = 4)。***：p <0.001；(C) RAW264.7巨噬细胞中的细菌存活。数据表示为平均值±SEM (n = 4)。***：p < 0.001。给出的结果是3个或更多独立实验的平均值。

• Ev5-WHG显示出与野生型菌株相似的运动性

研究人员认为，细菌对宿主细胞的侵入能力降低可能与运动性的改变有关。为了排除这种可能性，他们比较了突变体Ev5-WHG和野生型细菌的运动性。然而，通过比较细菌的迁移距离，研究人员发现Ev5-WHG与野生型菌株的运动性并无差异 (图4)。

图4. 细菌群分析显示突变型细菌和野生型细菌之间的细菌迁移距离没有差异。数据表示为平均值±SEM (n = 2)。ns：不显著。

研究团队推测，Ev5-WHG染色体上积累的22个单核苷酸突变，可能是导致这些表型变化的关键原因。这些突变可能在噬菌体抗性和观察到的毒力表型改变中发挥重要作用。

研究总结

总的来说，这项研究表明，获得噬菌体抗性可能会显著改变鲍曼不动杆菌的部分致病性表型，包括在宿主微环境中的适应能力、对上皮细胞的粘附侵入能力、对巨噬细胞的杀伤抗性等。这种“噬菌体抗性-致病性”之间的关系，为未来利用噬菌体治疗鲍曼不动杆菌感染提供了新的线索。

未来，进一步阐明这种相互作用的分子机制，或许能为我们发现新的潜在治疗靶点，从而为克服这种危险的耐药细菌感染带来新的希望。

Viruses 期刊介绍

主编：Eric O. Freed, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, USA

涵盖人类病毒和病毒疾病，动物病毒，植物病毒，病毒免疫、疫苗和抗病毒药物以及朊病毒等各方面研究，目前已被 SCIE (Web of Science)、MEDLINE (PubMed) 等数据库收录。