2025 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。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。
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。
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。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。
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。
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。
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;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;铜绿假单胞菌 PA - W23 菌株能够利用塑料作为碳源进行生长。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。