Nature头条：首次发现，这种超级细菌能够吃掉医用塑料来生存

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Nature头条：首次发现，这种超级细菌能够吃掉医用塑料来生存7 \1 ~+ Q$ Q6 f
来源：生物世界 2025-05-12 11:13
4 w1 f' V6 D; f2 _首次发现，一种在医院内滋生的超级细菌——铜绿假单胞菌，能够产生一种分解可生物降解塑料的酶，从而消化医疗塑料。
9 F9 _8 G. H/ @. D2025 年 5 月 8 日，Nature 官网头条报道了一项新研究：首次发现，一种在医院内滋生的超级细菌——铜绿假单胞菌，能够产生一种分解可生物降解塑料的酶，从而消化医疗塑料。& {+ U0 K, ]" a7 k+ l6 J

! f( m- L3 }' O2 M该研究来自伦敦布鲁内尔大学，于 2025 年 5 月 7 日发表在了 Cell 子刊 Cell Reports 上，论文题为：Pseudomonas aeruginosa clinical isolates can encode plastic-degrading enzymes that allow survival on plastic and augment biofilm formation。
* K. Q" ~% I2 x9 T4 D1 s研究团队从住院患者的伤口中分离了一个铜绿假单胞菌 PA-W23 菌株，其通过分泌 Pap1 酶来分解一种在医疗保健领域广泛使用的可生物降解塑料——聚己内酯（PCL），使其可在病房或患者体内存活更长时间，且更难杀灭、更具危险性。
5 D/ ^9 G; \5 O2 ^/ P3 H9 j研究团队表示，到目前为止，被证实能够分解塑料的酶都来自环境细菌。而这项研究在医院常见病原体中发现了具有同样能力酶，这或许能解释这些微生物为何能在医院环境中长期存在。如果这些病原体能够降解塑料，那么它可能会破坏含塑料的医疗设备，例如缝合线、植入物、支架或伤口敷料，这显然会对患者的预后产生不利影响。
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此前，研究人员已从环境中分离出多种编码塑料降解酶的细菌。鉴于塑料在医疗保健领域的广泛应用，该团队推测，临床分离的细菌也可能降解塑料。这可能会使含塑料的医疗设备易受降解和损坏，并可能为这些病原体提供维持生长的基质，使它们能够在医院环境中持续存在。
. i, x  z  c: i在这项最新研究中，研究团队挖掘了医院中常见病原体的基因组，并鉴定出几种编码与已知塑料降解酶具有同源性的酶的微生物，从中发现了一株铜绿假单胞菌临床分离株——PA-W23，其编码的酶能够在 7 天内将聚己内酯（PCL）塑料降解 78%，研究团队将该酶命名为 Pap1，将表达该酶的基因敲除后，铜绿假单胞菌菌株就无法再降解塑料了。* p! J7 ]' Q0 S$ r' N: G5 o- U, U
该研究证实，这种降解塑料能力使该菌株能够将聚己内酯（PCL）作为其唯一碳源生存。他们还发现，该菌株接触到塑料时，Pap1 酶会增加其生物膜的生成，当其产生大量生物膜时，其抗生素耐药性会增强，从而导致难以治疗的感染。) E" D7 x6 B9 x* I& |3 [$ C' @
研究团队进一步在大蜡螟（Galleria mellonella）幼虫身上进行了实验，结果显示，存在聚己内酯（PCL）植入物时，铜绿假单胞菌菌株会对其产生更强的致病性。此外，无论是否存在 PCL 植入物，缺乏 Pap1 酶的铜绿假单胞菌菌株感染的幼虫存活率相似。& }7 A) R. P/ ^: r) \# r
该研究的核心发现：- ]0 m* n6 D- U& N
•        铜绿假单胞菌临床分离株 PA-W23 能够降解一种医疗相关塑料；
$ K* }) B) m3 b" m/ _7 q7 ~•        铜绿假单胞菌 PA-W23 菌株编码新型 Pap1 酶，该酶负责塑料降解活性；
+ h5 C1 r" y( `) _6 W# V•        铜绿假单胞菌 PA-W23 菌株能够利用塑料作为碳源进行生长；; A7 I" P4 Y* f
•        在塑料存在的情况下，Pap1 酶能够影响诸如生物膜形成之类的毒力表型。- ^# R) d- O( d0 I
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这些结果表明，Pap1 酶的塑料降解能力能够增强细菌生物膜的形成和致病性，鉴于塑料在医疗保健中的核心作用，未来应将医院内细菌的塑料降解能力作为一项重要考量。.
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