2024年1月，瑞士巴塞尔大学生物中心的Enea Maffei等人在Nature Communications（IF=16.6）上发表名为“Phage Paride can kill dormant, antibiotictolerant cells of Pseudomonas aeruginosa by direct lytic replication”的文章。该研究报道了一株新分离的铜绿假单胞菌噬菌体Paride，它能够通过裂解复制直接杀死抗生素耐受的实验室和临床铜绿假单胞菌的休眠细胞，与生长细胞相比，休眠细胞对抗生素具有更高的耐受性。通常毒性噬菌体要么避免对休眠细菌的吸附，要么在这些低能量生理的细胞中冬眠，直到营养物质再次可用，并恢复裂解复制。而新发现的噬菌体Paride能迅速吸附到深度休眠的宿主细胞然后大量复制，杀死>99%的细菌群体。噬菌体Paride可以通过噬菌体-抗生素协同作用与美罗培南联合杀灭可以在体外对深度休眠培养物进行灭菌，并大大减少小鼠组织笼植入物的细菌感染。此外，还发现Paride能在休眠宿主上的复制很大程度上依赖于细菌以应急反应第二信使(p)ppGpp和应激反应sigma因子RpoS信号形式的细胞应激反应，这对Paride感染生长中的宿主也是必不可少的，同时也是细菌对抗生素耐受所必需的。敲除(p)ppGpp的relA和spoT，或应激反应sigma因子rpoS，突变体在培养48小时后的非生长状态下显示出的抗生素耐受性大大降低，但对噬菌体Paride感染表现出高度抗性。推测可能是Paride破坏了宿主休眠状态的某些方面，以实现直接复制，如通过调动储存在常规静止期细胞中的资源和能量，而这些资源和能量在缺乏核心应激和饥饿反应的生长受阻的宿主中可能无法获得。这表明Paride专门利用了休眠细菌“弹性”生理中的弱点，这些弱点可能成为新的治疗方案的致命弱点。

图1.Paride是一种新的铜绿假单胞菌噬菌体，可以在深度休眠的宿主细胞上复制

a.用抗生素或噬菌体T7处理培养8h的大肠杆菌K-12 MG1655。b.铜绿假单胞菌PAO1 ΔpelΔpsl继代培养48小时，然后用抗生素或噬菌体处理。c.噬菌体Paride负染色TEM显微照片。d. Paride和其他2.2组巨型噬菌体的最大似然系统发育树。

图2.Paride-meropenem协同作用在体外杀灭细菌并减少体内细菌负荷。

a.单独使用美罗培南或联合使用Paride处理孵育48h的PAO1ΔpelΔpsl。b.PAO1ΔpelΔpsl继代培养48h后，加入1%的相同生长状态的Paride耐药或美罗培南耐药细胞，用Paride、美罗培南以及联合使用进行处理。c.小鼠组织笼感染实验示意图。d.箱线图显示了在组织笼感染结束时从组织笼中回收的活浮游细菌。

图3.Paride对休眠寄主的感染需要应激反应。

a、b．在M9Rich中培养的铜绿假单胞菌PAO1ΔpelΔpsl(野生型)及其ΔrelAΔspoT衍生物的深度休眠培养物分别用抗生素或噬菌体处理。c.铜绿假单胞菌生长培养物用1mM的DL-丝氨酸羟酸酯处理12h，然后用抗生素或噬菌体处理。

DOI：10.1038/s41467-023-44157-3

原文链接：Phage Paride can kill dormant, antibiotic-tolerant cells of Pseudomonas aeruginosa by direct lytic replication | Nature Communications