[发明专利]一种进化噬菌体宿主特异性的方法

说明书

本发明属于生物技术领域，提供了一种利用跳板宿主进化噬菌体宿主特异性的方法、获得的跳板宿主和噬菌体。本发明从遗传背景清晰的已知噬菌体出发，采用进化生物学与合成生物学理念和手段，改造噬菌体宿主中的脂多糖结构获得跳板宿主，噬菌体侵染跳板宿主得到受体结合蛋白发生变异的噬菌体，改变其宿主特异性，使其可以识别与侵染新的特定宿主菌。实验表明获得的噬菌体可以抗革兰氏阴性菌及多耐药菌，产生噬菌斑，抑制其生长，有潜力对抗生素治疗细菌感染起到一定的补充和加强作用。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种利用跳板宿主进化噬菌体宿主特异性的方法。

背景技术

噬菌体是感染细菌的一类病毒，是生态圈内最普遍和最多样化的物种。噬菌体广泛分布于细菌集中的区域，譬如土壤或动物肠道。海水也是噬菌体最密集的天然来源之一，高达70％的海洋细菌可被噬菌体侵染。噬菌体的特征是不具有细胞结构，主要由蛋白质外壳包裹单一核酸DNA或RNA基因组组成，可编码少至若干个、多达几百个基因。噬菌体必须利用宿主细胞中的能量和蛋白等资源来实现自身的生长和增殖，不能独立生长或复制。噬菌体通过与细菌表面的受体特异性结合识别宿主，然后将自身基因组注射入细菌细胞，其侵染具有高度的宿主专一性。噬菌体具有裂解性或溶源性，有的也可两者皆有。裂解性噬菌体譬如T7在进入细菌细胞后快速复制使细胞裂解释放子代噬菌体，这些子代再侵染新的宿主细胞。溶原性噬菌体并不立即裂解宿主细胞，它们可将自身基因组整合入宿主的DNA并且随之复制而不损害细胞，仅在宿主条件恶化时被激活然后裂解细胞。

噬菌体可以识别与侵染细菌治疗疾病。包括印度恒河在内的某些河流在当地传统观念里被认为具有神奇的康复力量，后来研究人员经验证认为可能是河水中含有噬菌体的缘故。一个世纪以来，在前苏联(如今的格鲁吉亚、波兰、俄罗斯等国)噬菌体常被用作抗生素的替代来治疗细菌导致的感染性疾病。但在西方发达国家噬菌体却早已不再用于治疗细菌感染，这有几个原因：1)尽管有医学实验被开展，但缺乏对噬菌体最基本的了解使得这些试验不可靠；2)抗生素的发现与广泛市场化，并且抗生素更易生产、保存和处方化；3)前苏联的研究得以继续，但研究成果大多以俄语或格鲁吉亚语发表并且多年未在国际流通；4)评估噬菌体制剂抗菌效价的临床试验缺乏充足的对照，并且方案的不完整有碍形成重要的结论。2009年6月，Journal of Wound Care杂志报道了首次规范化的随机双盲临床试验，该试验评估了一种噬菌体混合制剂用于治疗下肢静脉溃疡病人的安全性和效价，美国FDA批准该研究为临床I期试验。同年8月，Clinical Otolaryngology杂志报道了西欧的一次临床试验，结论是用噬菌体制剂治疗绿脓杆菌引起的人类慢性耳部感染是安全且有效的。此外，还有许多的动物和其它临床试验评估噬菌体对包括烧伤感染、肺部感染等的治疗效果。同时，研究人员也在开发工程病毒来克服细菌耐药性，改造噬菌体基因使其携带降解生物膜和细菌细胞壁的酶。

自然界噬菌体多样性极高而人们对其了解匮乏，用天然分离的噬菌体治疗细菌感染的效果具有一定的不可预见性，并且改造及批量生产未知噬菌体也具有不小的挑战。此外，由于强大的种属间进化壁垒的存在，直接基于野生型宿主和噬菌体进化噬菌体的宿主特异性几乎不可能实现。因此，改变噬菌体的宿主特异性，使其识别与侵染新的特定宿主菌具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种利用跳板宿主进化噬菌体宿主特异性的方法，以改变噬菌体的宿主特异性，使其识别与侵染新的特定宿主菌。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用跳板宿主进化噬菌体宿主特异性的方法，改造噬菌体宿主中的脂多糖结构获得跳板宿主，从而缩小噬菌体的进化壁垒，噬菌体侵染跳板宿主得到受体结合蛋白发生变异的噬菌体。

优选的，所述改造噬菌体宿主中的脂多糖结构具体为敲除宿主中脂多糖合成相关基因。