抗生素會(huì)拖噬菌體的“後(hòu)腿”嗎？

2021年9月7日在 PHAVES系列研讨會(huì)中，德國(guó)Forschungszentrum Jülich（尤裡(lǐ)希研究中心）的博士生Aël Hardy 談到了他對(duì)氨基糖苷類抗生素抑制噬菌體感染的研究。
背景
氨基糖苷類抗生素（AGs）是從革蘭氏陽性菌屬鏈黴菌中提取出的，由氨基糖與氨基環醇通過(guò)氧橋連接而成(chéng)的苷類抗生素。根據來源可分爲：天然氨基糖苷類（如由鏈黴菌屬培養液中提取獲得的鏈黴素、卡那黴素、妥布黴素、新黴素、大觀黴素等，由小單孢菌屬培養液中提取獲得的慶大黴素、西索米星、小諾米星等），半合成(chéng)氨基糖苷類（阿米卡星、奈替米星等）。今天廣泛使用的一種(zhǒng)抗生素——鏈黴素，是第一個分離的氨基糖苷類抗生素。
2018年研究人員使用具有抗鏈黴素活性的菌株分離出五種(zhǒng)不同的噬菌體，之前的報告和觀察表明氨基糖苷類抗生素可能(néng)抑制噬菌體感染。
氨基糖苷類可以抑制一系列噬菌體感染
爲了确定氨基糖苷類抗生素和噬菌體之間的相互作用，分别在使用和不使用不同氨基糖苷類抗生素的情況下，用噬菌體侵染對(duì)氨基糖苷類抗生素具有抗性的細菌菌株。結果顯示：在不使用氨基糖苷類抗生素的情況下，能(néng)夠觀察到噬菌斑的形成(chéng)；而在使用氨基糖苷類抗生素的情況下，未觀察到噬菌斑的形成(chéng)，這(zhè)表明氨基糖苷類抗生素抑制噬菌體感染。
研究者使用多種(zhǒng)宿主菌和多種(zhǒng)噬菌體進(jìn)行重複實驗，觀察到類似的結果，這(zhè)表明氨基糖苷類抗生素在廣泛的宿主（革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌）中抑制噬菌體感染。
研究者使用液體培養法也進(jìn)行了重複實驗，發(fā)現當噬菌體感染宿主菌時(shí)，細菌菌液濃度會(huì)大大降低。但當加入氨基糖苷類抗生素後(hòu)，細菌生長(cháng)曲線恢複正常，細菌菌液濃度增加。
安普黴素通過(guò)阻止噬菌體基因組的複制和轉錄發(fā)揮作用
安普黴素是一類氨基糖苷類抗生素，可完全抑制鏈黴菌噬菌體感染。研究者將(jiāng)生産安普黴素用過(guò)的廢料加入到噬菌體中，廢料與純化後(hòu)的安普黴素具有相同的抑制噬菌體感染的效果。爲了進(jìn)一步确定噬菌體生命周期的哪個步驟被安普黴素抑制，研究者又進(jìn)行了以下實驗。
鉀流出試驗：觀察安普黴素是否影響噬菌體 DNA 的注入。實驗發(fā)現安普黴素對(duì)噬菌體吸附或 DNA 注入沒(méi)有影響。
qPCR驗證：使用qPCR能(néng)夠測量細胞内噬菌體DNA濃度随培養時(shí)間的變化，觀察安普黴素是否影響噬菌體複制。實驗發(fā)現噬菌體DNA濃度随著(zhe)培養時(shí)間增加呈指數增長(cháng)，但當添加安普黴素時(shí)，噬菌體DNA濃度增加得更早，增加的程度較小。
測序+轉錄組學(xué)：在噬菌體感染期間，研究者還(hái)使用全基因組測序來觀察轉錄組學(xué)變化。結果顯示對(duì)照組和安普黴素組之間的轉錄讀數存在顯著(zhe)差異。這(zhè)些實驗使研究人員确定安普黴素阻止了噬菌體基因組的複制和轉錄，熒光實驗觀察到的結果進(jìn)一步支持了這(zhè)一點。
結論：氨基糖苷類抗生素通過(guò)直接影響噬菌體的生命周期而不是它的其他抗菌活性來抑制噬菌體感染。
展望
氨基糖苷類抗生素隻是最近發(fā)現的一種(zhǒng)抗噬菌體分子，未來的工作應該探索更多的抗噬菌體分子，因爲這(zhè)些分子可能(néng)對(duì)噬菌體治療産生負面(miàn)影響。
在拟定使用噬菌體和抗生素共同抗感染治療時(shí)，應測定所使用的噬菌體對(duì)氨基糖苷類抗生素的敏感性。（文章來源：上海噬菌體與耐藥研究所）