工业微生物的噬菌体感染与防治策略

以细菌为基础的生物技术在蓬勃发展的同时也不断受到噬菌体感染的威胁,噬菌体感染已成为微生物发酵过程中的一个顽疾,其实质是噬菌体与细菌之间复杂的共进化关系。在漫长的进化过程中,噬菌体已经形成了多种针对细菌抗性系统的逃逸机制。合理的工厂设计、菌株的轮换策略和传统的基因工程方法能在一定程度上降低噬菌体感染的风险,但仍然无法避免。基于CRISPR-Cas系统的防治策略仅需噬菌体的序列信息就可以理性设计噬菌体抗性菌株,且可以通过叠加效应不断增强菌种抗性,从而避免噬菌体的逃逸;群体感应信号分子则可以从整体水平上调节细菌的噬菌体抗性。这些新发现为噬菌体感染问题的解决带了新的希望,而噬菌体基因组编辑技术和合成生物学的快速发展则将进一步加深人们对噬菌体感染防治领域的认识。     

噬菌体疗法及其在美洲幼虫腐臭病中的研究进展

美洲幼虫腐臭病是西方蜜蜂中最严重的细菌病之一,给养蜂业带来了严重的损失。幼虫芽胞杆菌是幼蜂感染美洲幼虫腐臭病的病原菌。由于抗生素产生的耐药性越来越严重,并且抗生素的使用会破坏宿主肠道菌群,使蜂群处于高危的环境中,因此迫切需要抗生素治疗的替代技术,而噬菌体在预防和控制细菌耐药性方面已显示出显著的优势。主要综述了噬菌体疗法、安全性及其在蜜蜂美洲幼虫腐臭病中的研究现状,介绍了噬菌体疗法在各类细菌病中的研究与应用,对今后噬菌体治疗蜜蜂细菌病研究方向进行了展望。     

噬菌体裂解酶——现状与未来

噬菌体裂解酶是一种由DNA噬菌体基因编码的高特异性酶, 可高效消化细菌细胞壁。革兰氏阳性菌噬菌体裂解酶的结构域相似, 裂解效率高, 与抗生素具协同抗菌作用, 且不易产生耐受性菌株, 抗体等体液因子对裂解酶的裂解活性影响小, 裂解酶作为一种潜在抗感染药物具有重要的研究价值。目前已建立了多种病原菌裂解酶应用的动物模型, 在防控耐药性病原菌感染上取得重要进展。本文就噬菌体裂解酶的抗菌作用进行综述。     

细菌与噬菌体相互抵抗机制研究进展

噬菌体作为一种侵染细菌的病毒,能够特异性识别宿主细菌。近年来,抗生素的过度使用导致耐药细菌的出现,噬菌体有望成为对抗耐药细菌的新武器。在细菌与噬菌体长期共进化过程中,二者都演化出一系列抵御策略。本文从抑制噬菌体吸附、阻止噬菌体DNA进入、切割噬菌体基因组、流产感染以及群体感应对噬菌体的调控等方面,对细菌抵抗噬菌体的机制以及噬菌体应对细菌的策略进行了综述,同时还列举了细菌和噬菌体相互抵抗机制的检测方法,以期为噬菌体在细菌控制中的应用以及探究细菌抵抗噬菌体的机制提供理论依据。     

噬菌体治疗细菌性感染及其限制因素

近年来,细菌耐药性已成为抗感染领域面临的严峻问题,临床对一些细菌性感染疾病束手无策。噬菌体疗法是一种通过噬菌体裂解细菌来治疗病原菌感染的治疗手段。噬菌体在抗菌领域表现出显著的优越性,成为目前治疗细菌性感染的研究热点。本文对近年来噬菌体治疗动物和人类病原菌感染、限制其临床应用的因素及解决措施进行综述。     

噬菌体治疗肺炎克雷伯菌感染的研究进展

随着细菌的进化以及部分抗生素的滥用，耐药细菌的感染已成为21世纪主要的公共卫生挑战之一。其中，耐药肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)问题尤为突出。噬菌体在治疗耐药细菌感染引起的疾病方面展现出一定的潜力及独特优势，但目前噬菌体治疗尚缺乏统一的临床指导规范。虽然临床上有少数将噬菌体用于治疗肺炎克雷伯菌感染的成功案例，但多数情况下是采用噬菌体配合抗生素疗法，噬菌体在其中的作用仍不明确。本文综合评述国内外研究数据，回顾与噬菌体治疗肺炎克雷伯菌感染相关的数个重点问题，包括噬菌体的特性以及影响其疗效的因素，旨在为肺炎克雷伯菌和其他耐药细菌的噬菌体治疗提供参考。     

细菌毒素-抗毒素系统在噬菌体流产感染中的作用北大核心CSCD

细菌常受到数量众多的噬菌体感染,宿主细菌在和噬菌体竞赛中进化出多样化的分子策略,流产感染(abortive infection,Abi)是其中之一。毒素-抗毒素系统(toxin-antitoxin system,TA)会在细菌受到压力胁迫时表达并介导细菌的低代谢甚至休眠,还能直接减少子代噬菌体形成。此外,部分毒素序列和结构与Cas蛋白高度同源,噬菌体甚至会编码抗毒素类似物来阻遏对应毒素的活性。这表明流产感染中细菌死亡过程导致的噬菌体感染失败与TA功能高度重合,TA可能是噬菌体侵染宿主的主要阻力和防御力量之一。文中基于TA系统的分类和功能,对参与噬菌体流产感染的TA系统进行了综述,并预测具有流产功能的TA系统和其在抗生素开发和疾病治疗中的应用前景。这有助于认识细菌-噬菌体相互作用,并指导噬菌体治疗和合成生物学。     

噬菌体吸附及受体结合蛋白(RBP)的研究进展与应用

噬菌体通过受体结合蛋白(Receptor binding protein,RBP)结合到细菌表面,其过程需要复杂的原子结构的参与和构象改变。针对噬菌体侵染,细菌发展了多种抗性机制,同时,噬菌体也进化出多种逃逸宿主抗性的机制。对噬菌体与细菌间"吸附-抗吸附-逃逸过程"的探索有助于我们理解噬菌体与细菌共进化的过程,对科学发展噬菌体治疗技术以及噬菌体的生物应用技术具有重要意义。本文概述了噬菌体吸附相关蛋白及吸附发生过程、基于RBP改变的噬菌体逃逸机制和RBP相关的生物技术研究进展。     

前噬菌体

随着微生物基因组测序工作的广泛展开,前噬菌体在宿主菌基因组中普遍存在的事实已逐渐为人们所接受.相关研究工作的深入揭示前噬菌体并不只是细菌体内一个简单的寄生体,相反是细菌生理活动相当活跃的参与者,在宿主菌生命活动中发挥着重要的作用.对前噬菌体的深入了解将丰富人们对多种生命现象的认识.本文即是关于前噬菌体的分类、分布、鉴定、进化及其与宿主菌相互作用等知识点的一个简单综述.     

噬菌体治疗细菌性感染的进展

噬菌体是自然界中广泛存在的细菌病毒,作为细菌的天然杀手,在细菌性感染尤其是多重耐药菌感染的治疗方面具有抗生素无法比拟的优势。综述了利用活噬菌体治疗细菌性感染的早期研究及近几年的初步临床试验结果、利用噬菌体裂解酶治疗细菌性感染的最新进展,指出了噬菌体治疗真正得以应用所面临的主要障碍并综述分析了一些具有一定可行性的解决方案,以期为噬菌体治疗的研究和应用提供参考,并推动噬菌体治疗研究的进一步发展。     

噬菌体与抗生素联合疗法的可行性与挑战

噬菌体是能特异性感染细菌的病毒，自发现以来一直被用作抗菌药物。但随着抗生素的广泛使用，噬菌体疗法逐渐被淡忘。目前，抗生素耐药性（尤其是多药耐药）的出现，严重威胁着患者的生命和健康，抗生素耐药已成为一个全球性的公共卫生问题，因此寻找新的治疗方法非常必要。在西方国家长期被忽视的噬菌体疗法，如今正重现生机。本文通过查阅国内外大量病例，对噬菌体与抗生素联合治疗的一些实例进行了讨论，阐述了这种双重治疗的可行性，指出其面临的挑战，并且还阐述了噬菌体和抗生素之间可能存在的作用机制。     

土壤噬菌体及其介导的抗生素抗性基因水平转移研究进展

土壤中抗生素耐药性的扩散对全球的公共卫生和食品安全造成威胁,严重挑战人类感染类疾病的预防与治疗.噬菌体介导的抗生素抗性基因(ARGs)的水平转移是环境中抗性基因扩散的重要机制.但是,噬菌体对土壤环境中抗性基因传播的贡献尚未见报道.本文综述了土壤环境中噬菌体的分布特征与影响因子,总结了纯化和富集土壤噬菌体的主要研究方法;...     

细菌的噬菌体感染抗性机制

噬菌体广泛存在于生态环境中。细菌在与噬菌体长期的共进化过程中,衍化出了多种针对噬茵体感染的抗性机制。我们从宿主菌的抑制吸附、阻止噬菌体DNA注入、切断噬菌体DNA和影响其功能及流产感染等方面,对宿主菌抵抗噬菌体感染的机制进行了综述。     

噬菌体微生态疗法与一体化健康:现状、挑战与机遇

在全球化和气候变化的背景下,病原细菌跨区域乃至全球性的广泛传播和危害加剧成为当前农业、环境和健康领域的重大共性难题,威胁土壤-植物-动物-环境一体化健康(One Health).滥用农药和抗生素所带来的生态环境和卫生安全风险成为国际共识,靶向阻控病原细菌的噬菌体疗法重新引起人们的重视.本文梳理了农业种植和养殖领域中应用噬菌体阻控病原细菌的现状;从改变病原细菌的生态与进化,调控土著微生物群落结构与功能以及激发病原细菌真核宿主的免疫系统等三方面总结噬菌体疗法的微生态机制;从病原细菌基因、生理和生态型的变异性,噬菌体与病原菌互作博弈的局限性,噬菌体生产应用的复杂性等方面论述噬菌体疗法发展应用的挑战;从一体化健康的需求、噬菌体疗法技术突破和多技术协同等方面探讨噬菌体疗法在一体化健康中的发展机遇.     

细菌耐受噬菌体感染的分子机制研究进展

噬菌体是能感染细菌的病毒。为了抵抗噬菌体的感染,细菌进化出多种抵抗噬菌体感染的机制,这些机制的阐析极大地促进了基因编辑领域的发展,同时也为噬菌体治疗的开展奠定了基础。本文就细菌针对噬菌体感染的各个环节所进行的抵抗及其分子机制进行了简要综述,同时讨论了这些防御系统的存在对细菌自身的影响,分析了当前细菌耐受噬菌体机制研究存在的局限性,并对未来研究进行了展望。     

噬菌体治疗——旧概念, 新阶段

噬菌体治疗技术由来已久.噬菌体治疗的研究始于上世纪初,之后由于抗生素的出现及其他原因在美国和西欧等国家中断.近年来,全球范围的细菌耐药性使得科学家们重新审视和评估噬菌体治疗技术,显示出巨大潜力.论述噬菌体发现历程及早期研究、人类及动物细菌感染的应用、噬菌体治疗与抗生素的不同之处、存在的问题等,并探讨噬菌体技术可能的发展...     

噬菌体治疗肺炎克雷伯菌感染的研究进展

肺炎克雷伯菌是肠杆菌科家族中的一员,在各种环境中广泛存在,可导致诸如奶牛乳房炎在内的多种动物疫病,引起人类的肺炎、尿路感染、菌血症、伤口性感染和化脓性脓肿在内的多种临床感染。该菌对抗生素的耐受日趋严重,而且高毒力菌株不断出现,给该菌的防控带来了巨大挑战。噬菌体是一种裂解细菌的病毒,因其具有治疗耐药细菌感染的潜力而备受关注,世界各地均有使用噬菌体成功治疗耐药细菌感染的案例。本文基于国内外对肺炎克雷伯菌及其噬菌体的研究数据,综述了肺炎克雷伯菌的流行病学调查情况和噬菌体在治疗肺炎克雷伯菌感染方面的应用,以期为基于肺炎克雷伯菌噬菌体的抗菌研究和临床应用提供参考。     

噬菌体：微小却不简单

噬菌体是专一感染细菌等微生物的病毒,是地球上多样性最高和最丰富的生物体,是生物学研究中重要的模式生物,同时是抗生素耐药菌的天然抗菌剂。噬菌体研究的相关成果极大地推动了生物学各个领域的发展。     

国外动态

利用噬菌体消灭对抗生素有抗药性的细菌ＳｃｉｅｎｃｅＮｅｗｓ 2 0 0 2年 1月 12日 16 0卷 2期 2 3页报道 :在大约 1个世纪以前 ,生物学家发现某些病毒可吞噬细菌 ,并为此将这些病毒称为噬菌体。此后 ,生物医学家试图利用噬菌体消灭传染病的病原体———细菌。几十年之后 ,由于青霉素和其他抗生素的发现 ,使生物医学家们打消了这个念头。但现今由于越来越多的细菌对抗生素产生了抗药性 ,因而生物医学家们又再度萌发了利用噬菌体来消灭病原菌的设想 ,并且通过实验证明 ,噬菌体可防止小鼠因感染对抗生素有抗药性的病原菌后而发生死亡。利用噬…     

宿主菌抗噬菌体机制的研究进展

噬菌体又称细菌病毒,是公认最丰富的微生物,也是最多样性的,这种多样性是适应所面对选择性压力例如普遍存在宿主菌的噬菌体抗性机制。噬菌体通过6步(吸附、注入、复制、转录翻译、组装和释放)侵入细菌并使之裂解,但是当噬菌体感染细菌,就会面临细菌抗噬菌体的机制,宿主菌能够进化出多种抗噬菌体的机制来避免噬菌体的侵染和裂解。本文就对宿主菌抗噬菌体各种机制作一综述。