南山医院耳鼻喉科研究成果登上微生物学国际顶刊

近日，由深圳市南山区人民医院（以下简称“南山医院”）耳鼻喉科研究团队的一项研究成果以“Divergent molecular strategies drive evolutionary adaptation to competitive fitness in biofilm formation”（《在生物膜形成过程中能推动适应于竞争的分子进化策略》）为题，登上国际微生物学领域顶刊《The ISME Journal》。该研究揭示了截然不同的多种分子信号通路在细菌生物被膜内种内竞争中起到重要作用。据悉，该项研究也是南山医院科研团队首次荣登《The ISME Journal》的学术成果。

铜绿假单胞菌是一种臭名昭著的病原细菌，常常以生物被膜的方式感染患有肺囊纤维化、慢性肺阻塞、烧伤、使用植入医疗器械或长期服用抗菌药物的患者，造成较高的发病率和死亡率。该病原菌在临床环境中的进化进程一直是一个热门的研究问题。此次，在由南山医院与南方科技大学（以下简称“南科大”）科研人员合作完成的本研究中，研究团队创造性地在实验室可控条件下重现了细菌生物被膜种内竞争的进化历程，细致解析了进化策略。随后研究人员从多个角度证明了这些理论上的进化策略其实在大量临床环境中的病原体中都普遍存在。该工作揭示了病原细菌的主要进化方向，并提示这些进化通路可以成为杀菌/抑菌方案的新型作用靶点，为临床医护人员更好地应对铜绿假单胞菌感染提供新的参考意见。

具体地，此次研究解析了细菌可以通过“内卷”来获得竞争优势，即细菌通过在生被膜形成过程中大量释放粘附因子，获得了更强的黏附性，从而取得占位性优势。此外，细菌也能进行“野蛮杀戮”，即优势菌体通过释放大量的噬菌体来裂解杀伤其竞争者。同时，因为基因突变导致噬菌体的攻击靶点丢失而使得自身免疫了噬菌体攻击，所以规避了“自爆”。

南山医院为该研究工作的第一单位，耳鼻喉科李烁主任医师为主要通讯作者，感染科余治健主任医师、南科大药理系杨亮教授为共同通讯作者，耳鼻喉科汤明星博士为第一作者。

李烁表示，该研究首先将细菌生物被膜的进化从临床环境中搬到了实验室的条件下进行了细致研究，这是一种理论化、理想化的构思，但是有趣的是，我们通过生物信息学和分子生物学试验发现了病原体在自然界的进化策略居然也是类似的方式，这又让理论回归了现实，具有一定的应用指导意义。“通过研究，认识了病原体如何进化后，我们就可以在后续工作中去开发治疗细菌感染的新方案，提高临床治疗效果。”李烁说。

据悉，论文第一作者汤明星为公派留法博士，2021-2023年在南山医院从事博士后研究工作后留用该院，主持或结题国家、省、市、区级6项科研基金课题，现以第一作者或通讯作者发表SCI论文12篇。

编辑 李斌 审读 张雪松 二审 党毅浩 三审 王湛