[发明专利]一株突变的金黄色葡萄球菌噬菌体及其应用

说明书

本发明属于动物传染性病防治技术领域，具体涉及一株突变的金黄色葡萄球菌噬菌体及其应用。本发明分离的金黄色葡萄球菌噬菌体4PHCISA25保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M20211354。本发明提供了所述噬菌体在防治金黄色葡萄球菌及其生物被膜作为杀菌剂的作用，为临床治疗金黄色葡萄球菌感染疾病提供了具有应用潜力的杀菌剂制品。本发明的金黄色葡萄球菌噬菌体裂解范围广，裂解能力强，能够强有力地杀灭耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌。

技术领域

本发明属于动物传染病防治技术领域，具体涉及一株突变金黄色葡萄球菌噬菌体及其应用。

背景技术

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)是G+菌，能够引起人和家畜多种感染性疾病，例如局部脓肿、败血症和脓毒血症等。金黄色葡萄球菌可以附着并持续存在于宿主组织(如骨骼和心脏瓣膜)上，引起骨髓炎和心内膜炎。该菌也是引起细菌性食物中毒和医院内感染常见的病原体之一，与食品行业及医药领域的卫生和安全休戚相关。近年来，由于抗生素的使用致使金黄色葡萄球菌耐受甲氧西林形成“超级细菌”(MRSA)，每年导致大量感染“超级细菌”的患者发病并造成21.8％的感染患者死亡。MRSA菌株易于形成生物被膜(biofilm，BF)，生物被膜基质保护宿主免受吞噬作用和其他先天性和适应性免疫和炎症系统的影响。金黄色葡萄球菌通过其高度结构化的细胞外基质生物膜介导的抗性对大量抗菌剂的敏感性降低了10-1000倍。大量抗生素缺乏穿透细胞膜和细菌生物膜的能力。这些使得治疗金黄色葡萄球菌感染愈加艰难极具挑战。迄今为止，在临床试验中还没有专门针对靶向生物膜的获批药物。可见，防治金黄色葡萄球菌感染成为目前国际上医药、农业安全领域的急切任务之一。

随着抗生素在农业、医药和食品领域的过度使用和误用，导致了当前抗菌素的耐药性危机。在正在探索的众多选择中，作为细菌的天然病毒敌人—噬菌体疗法的复兴是一种有吸引力的替代或补充疗法。噬菌体对比抗生素有以下优势：作为专性细菌病毒对细菌宿主具有特异性，对非目标微生物没有毒性并且杀伤活性仅限于狭窄范围的致病菌株，避免了对人类和动物健康共生微生物群的附带损害。噬菌体提供动态剂量，当目标细菌宿主菌株存在时剂量增加，并随着目标菌的数量而减少。噬菌体通常能够独立于其多重耐药表型杀死细菌，表现出对抗生素耐药细菌的有效性。众所周知，噬菌体治疗安全性高，噬菌体主要由蛋白质和核酸组成具有免疫原性，对噬菌体静脉注射实验已经反复进行，并没有观察到其主要的副作用。迄今为止所报道的临床实验都表明它们没有表现出显着的毒性。基于以上优势使得噬菌体的应用具有了更广阔的前景。

除了最终导致细菌死亡的裂解循环的烈性噬菌体外，一些噬菌体也可以经历所谓的溶原循环即病毒基因组与细菌染色体整合并复制的情况，可以积极促成水平基因转移导致抗菌素耐药性和毒力基因的传播，这种类型的噬菌体被称为温带噬菌体。因此，温和的噬菌体不被认为是噬菌体治疗的良好候选者。截至2018年在国家生物技术信息中心(NCBI)数据库已报道了200多株金黄色葡萄球菌噬菌体。对其中127株长尾病毒科噬菌体的生物信息学分析，其中大多数(125株噬菌体，98.4％)的基因组中存在溶原决定基因簇是温和噬菌体。因此，对金黄色葡萄球菌温带噬菌体的溶原决定基因簇进行基因工程改造，获得烈性噬菌体是进一步应用控制金黄色葡萄球菌的有用策略。研究表明，焦磷酸盐可用于包括质粒和病毒在内的染色体外元件的DNA突变。通过将噬菌体颗粒暴露于多轮螯合剂(如乙二胺四乙酸，即EDTA)、柠檬酸钠或焦磷酸钠)中，可以轻松分离噬菌体缺失突变体。焦磷酸钠通过结合位于噬菌体颗粒表面的阳离子对噬菌体衣壳产生不稳定作用，这会导致构象缺陷并最终导致活力丧失从而产生突变噬菌体。因此，急需随机突变转化为烈性噬菌体是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，筛选得到一株突变的金黄色葡萄球菌噬菌体(4PHCISA25)，该噬菌体突变后不具有整合作用，不会介导细菌耐药性和毒力基因水平基因的转移。可望作为一种新型金黄色葡萄球菌的防治菌剂，表明该噬菌体4PHCISA25为广谱型能够有效抑制29株耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌。