分离、表征及一种新型噬菌体对抗耐β-内酰胺Staphylococcus saprophyticus的潜在应用

为什么微小的病毒可能对顽固感染有帮助

尿路感染是全球最常见的细菌性疾病之一，许多病例由对常规抗生素不敏感的病原体引起。其中一种罪魁祸首Staphylococcus saprophyticus通常无害地栖息在皮肤和生殖区域，但可进入泌尿道并引发疼痛且易复发的感染，尤其在女性中更常见。这项研究考察了一种对抗该微生物的不同寻常的盟友：一种新发现的感染细菌的病毒——噬菌体。该噬菌体能杀死耐药的S. saprophyticus，并剥离其用于防护的黏性外层以及在皮肤和织物上产生异味的菌落。

日常生活中的隐形祸源

Staphylococcus saprophyticus是人体的常驻菌，定植于肠道、尿道、宫颈和皮肤。然而，它也是女性尿路感染的第二大常见病原体，也可影响老年男性。它形成黏性生物膜——附着在表面的致密细菌群落——这使抗生素更难发挥作用，并帮助该微生物粘附于膀胱和尿道细胞。许多菌株现在对多种重要的β-内酰胺类抗生素产生抗性，包括一些旨在抵抗细菌裂解青霉素酶的药物。除尿路感染外，该菌还与食物腐败、皮肤和眼部感染、体味以至男性生育问题有关，构成更广泛的卫生与健康隐患。

寻找捕食耐药细菌的病毒

为寻找该细菌的天敌，研究者首先从有异味的袜子中分离出一个顽固的耐β-内酰胺S. saprophyticus菌株。随后他们筛查了污水样本——一种富含细菌病毒的来源，鉴定出一个他们命名为ØPh_SS01的噬菌体，能特异性攻击该菌株。在电子显微镜下，该噬菌体呈典型的头尾结构，符合许多细菌病毒的形态学特征。实验室测试表明，ØPh_SS01也能感染若干相关的葡萄球菌属物种和一种芽孢杆菌属，这赋予了它适度较广的宿主范围，有助于应对多种顽固的皮肤及环境细菌，同时比常规抗生素更具针对性。

一种耐久且高效的细菌杀手

ØPh_SS01表现出令人意外的耐受性。它在较宽的酸碱度范围内保持活性，能耐受从冰箱低温到体温的温度范围以及高盐环境，并可耐受用于纯化的有机溶剂处理。在液体培养中，向S. saprophyticus加入该噬菌体后，24小时内细菌数量约下降七个对数（千万倍）。它在抑制和分解生物膜方面也表现良好：在较高剂量下，它能阻止约四分之三的生物膜形成，并去除约三分之二的已形成生物膜。对类人皮肤细胞和膀胱来源细胞的测试显示，该噬菌体对哺乳动物细胞没有明显伤害，支持其在体表或体内潜在使用的安全性。

从实验台到纺织品与卫生用品

团队还探索了该噬菌体在现实场景中的潜在应用。当ØPh_SS01被固定在棉质织物片上并随后暴露于S. saprophyticus时，织物上的活细菌数量随时间下降了约七个数量级，在许多样本中细菌变得无法检测。该概念验证表明，涂有噬菌体的材料——例如袜子、内衣、卫生垫或敷料——可以主动降低细菌负荷及相关异味或感染风险，而不仅仅是吸收湿气。基因组分析显示ØPh_SS01是Caudoviricetes纲中一个此前未报道的成员，具有约47千碱基的双链DNA基因组，其基因组特征与温和性（temperate）生活方式相符，意味着它既可以直接裂解细菌，也可以安静地整合到细菌DNA中。

这对日常健康意味着什么

对非专业读者而言，核心信息是：经过精心挑选的“有益”病毒可以作为精准工具，针对那些不再对常用抗生素响应的“有害”细菌。这个新的噬菌体ØPh_SS01在实验室测试中能显著降低与尿路感染相关的耐药细菌，削弱其生物膜，并能在结合织物时发挥作用且不伤害人类细胞。尽管还需要更多工作将温和型噬菌体改造为纯粹的细菌杀灭疗法，并在动物与人体中测试其安全性和有效性，这项研究指向了未来可能出现的主动自净的肥皂、喷雾、敷料和服装——帮助预防感染并减少我们对日益不可靠抗生素的依赖。

引用: Gopika, O., Sarat, N., Manikandan, M. et al. Isolation, characterisation and potential applications of a novel bacteriophage targeting beta-lactam-resistant Staphylococcus saprophyticus. Sci Rep 16, 7460 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35899-3

关键词: 尿路感染, 噬菌体疗法, Staphylococcus saprophyticus, 抗生素耐药性, 生物膜控制