噬菌体对烫伤小鼠多重耐药性铜绿假单胞菌感染的治疗

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铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)又称绿脓杆菌,是假单胞菌属的代表菌种,广泛分布于自然界。铜绿假单胞菌是医院内感染常见的条件致病菌,能引发多器官系统的感染。由于越来越多耐药菌株,特别是多重耐药菌株(MDR)的出现,抗生素治疗困难,这使得铜绿假单胞菌感染普遍具有迁延性与难治性。铜绿假单胞菌是烧伤感染中比例最大的革兰阴性菌,合并铜绿假单胞菌感染也是烧伤治疗失败的常见原因之一。为对抗烧烫伤合并感染的多重耐药性铜绿假单胞菌,本研究分离了多重耐药性铜绿假单胞菌的裂解性噬菌体,并应用该噬菌体对烫伤合并多重耐药性铜绿假单胞菌感染的小鼠进行了保护性研究。通过16sRNA序列分析法鉴定临床分离的铜绿假单胞菌;通过平板稀释法测定临床分离的铜绿假单胞菌对多种抗生素的敏感性,筛选多重耐药性铜绿假单胞菌。获得多重耐药性铜绿假单胞菌PA53。PA53对检测的18种抗生素中的14种耐药,耐受抗生素包括:头孢西丁钠、头孢曲松钠、头孢他美钠、头孢米诺钠、盐酸头孢唑肟钠、头孢呋辛钠、盐酸林可霉素、克林霉素磷酸酯、盐酸莫西沙星、盐酸左氧氟沙星、氨曲南、硫酸链霉素、氨苄西林钠、阿奇霉素。应用双层琼脂法分离纯化多重耐药性铜绿假单胞菌PA53的裂解性噬菌体;透射电镜观察噬菌体形态,测定一步生长曲线分析噬菌体复制特性,测定不同pH及温度条件下噬菌体的活性,SDS-PAGE初步分析噬菌体蛋白。获得PA53的裂解性噬菌体N323,该噬菌体头部直径约50nm,尾鞘长约15nm,头部呈20面体立体对称,属于有尾噬菌体目(Caudovirales)、短尾病毒科(Podoviridae);噬菌体N323对铜绿假单胞菌PA53的最佳感染复数为10(MOI=10),潜伏期为10min,暴发期约30min,暴发量为200 PFU/cell;噬菌体N323在低于50℃的环境中能够稳定保持其活性,在80℃的环境中迅速失活;噬菌体N323在pH4--12的环境中孵育1h后仍能保持高裂解性,对pH的耐受性较高;在SDS-PAGE中至少观察到6种蛋白,相对分子质量范围在25--170kDa之间,其中分子量为48kDa的主要蛋白浓度最大。在100℃条件下,应用不同烫伤时间及烫伤面积,选择最适烫伤条件;测定多重耐药性铜绿假单胞菌对16--18g的ICR雌性烫伤小鼠模型的100%最小致死量。成功构建小鼠烫伤模型,确定烫伤温度为100℃,烫伤面积和烫伤时间2.5cm2/10s;确定PA53使烫伤模型小鼠全部死亡(100%)最小致死量为1.8×1011CFU/mL。分别测定经腹腔、皮下和肌肉三种注射方式,给予噬菌体N323后72h内在小鼠血液、肝脏及脾脏中噬菌体的药代动力学特性;通过计数小鼠死亡率测定三种不同注射方式下,10MOI的噬菌体N323对100%最小致死量PA53感染烫伤小鼠的保护作用。腹腔注射方式下,脾脏、肝脏及血液中噬菌体滴度维持最高;烫伤后感染PA53死亡的小鼠其肝脏的细菌负荷量达1010CFU/g,脾脏的细菌负荷量达到108CFU/g;与对照组比较,不同注射方式下,腹腔注射N323可显著降低烫伤合并100%最小致死量PA53感染小鼠的死亡率,不同注射方式的保护作用差异为:腹腔注射显著优于皮下注射及肌肉注射。综上,裂解性噬菌体N323可有效保护合并感染多重耐药性铜绿假单胞菌PA53的烫伤小鼠,腹腔注射方式的保护作用最强。
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