首次发现铜绿假单胞菌能够消化医用级塑料

铜绿假单胞菌能够产生一种可以分解可生物降解塑料的酶。

彩色扫描电子显微镜图像显示了铜绿假单胞菌（蓝色）附着在人类有纤毛的鼻上皮细胞上。

铜绿假单胞菌（蓝色）对人体有害，且常存在于医院环境中。来源：于尔根·伯杰/科学图片库

本周发表在《细胞报告》上的一项研究显示，一种经常在医院引发感染的细菌菌株能够分解塑料。

英国的研究人员在从伤口分离出的铜绿假单胞菌菌株中发现了一种名为Pap1的酶。他们发现，这种酶能够分解一种因具有可生物降解特性而常用于医疗保健领域的塑料，这种塑料叫做聚己内酯（PCL）。

伦敦布鲁内尔大学研究细菌及细菌感染的研究人员、该研究的共同作者罗南·麦卡锡（Ronan McCarthy）表示，在此之前，人们发现的能够分解塑料的酶都存在于环境细菌中。他说，在医院常见的病原体中发现同样的能力可以解释为什么这些微生物能在医院环境中持续存在。他补充道：“如果一种病原体能够降解塑料，那么它可能会损坏含有塑料的医疗设备，比如缝合线、植入物、支架或伤口敷料，这显然会对患者的预后产生负面影响。”

酶的表达

作为研究的一部分，麦卡锡和他的同事将编码这种酶的基因插入大肠杆菌中。当他们让大肠杆菌表达这种酶时，发现它能够分解琼脂或微珠中的聚己内酯。从伤口获取的铜绿假单胞菌菌株也能够消化聚己内酯琼脂和微珠。当研究人员培育出一种从铜绿假单胞菌中删除了编码Pap1酶基因的突变体时，这种细菌就无法降解塑料了。

该研究小组还发现，与玻璃珠相比，当铜绿假单胞菌接触这种塑料时，这种酶会增加生物膜的形成量。当细菌产生大量生物膜时，细菌对抗生素的耐药性会增强，从而导致难以治疗的感染。该研究小组还在大蜡螟（Galleria mellonella）幼虫身上进行了实验，结果发现，与没有聚己内酯植入物的情况相比，当存在聚己内酯植入物时，这种细菌的危害更大。此外，感染了缺失该酶的细菌的飞蛾，无论是否存在聚己内酯植入物，存活率都相似。

澳大利亚悉尼科技大学研究病原菌的史蒂文·乔尔杰维奇（Steven Djordjevic）表示，这些发现凸显了铜绿假单胞菌以及另外五种高毒力细菌（有时被称为“ESKAPEE病原体”）对人类健康日益增加的威胁。他说：“ESKAPEE病原体因能在医疗保健机构和医院中持续存在，以及对临床上重要的抗生素具有耐药性而臭名昭著。” 他补充道，论文作者的分析表明，其他ESKAPEE病原体也能够降解塑料，这令人担忧。

麦卡锡说，该研究小组正在开发检测方法，以筛选病原体分解塑料的能力。