銅綠假單胞菌是一種常見的醫(yī)院感染致病菌,常引發(fā)傷口感染。而在5月7日發(fā)表于《細胞報告》的一項研究中,科學家首次發(fā)現(xiàn),這種細菌能產(chǎn)生一種可分解醫(yī)用級生物降解塑料的酶,可能存在更多潛在風險。
銅綠假單胞菌對人類有害,且常見于醫(yī)院環(huán)境中。圖片來源:Juergen Berger/SPL
在這項研究中,科學家在從傷口中分離出的一株銅綠假單胞菌中鑒定出一種名為 Pap1 的酶。他們發(fā)現(xiàn),這種酶可以分解一種由于其可生物降解特性而常用于醫(yī)療領域的塑料——聚己內(nèi)酯(PCL)。
論文合作者、倫敦布魯內(nèi)爾大學細菌與細菌感染研究者Ronan McCarthy表示,此前只有在環(huán)境細菌中發(fā)現(xiàn)過能夠分解塑料的酶,而在醫(yī)院中常見的病原體中發(fā)現(xiàn)同樣的能力,或許可以解釋為什么這些微生物能在這些環(huán)境中持續(xù)存在。
“如果一種病原體能夠降解塑料,它就可能破壞含塑料成分的醫(yī)療設備,例如縫線、植入物、支架或傷口敷料,這顯然會對患者的預后產(chǎn)生負面影響?!彼a充道。
作為研究的一部分,McCarthy 及其同事將編碼該酶的基因插入了大腸桿菌。當他們讓大腸桿菌表達這種酶時,發(fā)現(xiàn)這些微生物能夠在瓊脂或微珠中分解 PCL。從傷口中分離出的銅綠假單胞菌菌株也能夠分解 PCL 瓊脂和微珠。而當研究人員構建了一種 Pap1 酶基因被刪除的突變菌株后,這種細菌便失去了降解塑料的能力。
研究人員還發(fā)現(xiàn),當銅綠假單胞菌暴露于塑料而非玻璃微珠時,這種酶增加了生物膜的形成量。細菌形成高水平生物膜時,抗生素耐藥性可能隨之增強,導致感染難以治療。團隊在大蠟螟幼蟲中進行的實驗顯示,當存在 PCL 植入物時,細菌的危害更大,而在沒有植入物的情況下則危害較小。另外,感染了缺乏 Pap1 酶的細菌的蛾子,無論是否植入 PCL,其存活率都相似。
澳大利亞悉尼科技大學致病菌研究專家Steven Djordjevic指出,這一發(fā)現(xiàn)突顯了銅綠假單胞菌及其他五種高毒力細菌(統(tǒng)稱為 ESKAPEE 病原體)對人類健康的日益增長的威脅。
“ESKAPEE 病原體以在醫(yī)療機構和醫(yī)院中長期存在以及對抗生素產(chǎn)生耐藥性而臭名昭著。這項研究還表明,其他 ESKAPEE 病原體也可能具有降解塑料的能力,這令人擔憂。”他說。
McCarthy 表示,研究團隊正在開發(fā)檢測方法,以篩查病原體是否具備分解塑料的能力。