來自人類傷口的微生物能夠以醫(yī)院塑料為食

塑料污染是我們這個時代面臨的決定性環(huán)境挑戰(zhàn)之一，自然界中一些最微小的生物可能會提供令人驚訝的出路。

近年來，微生物學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)能夠分解各種類型塑料的細菌，預示著一條更可持續(xù)的前進道路。

這些“吃塑料”的微生物有朝一日可以幫助縮小堵塞垃圾填埋場和海洋的堆積如山的廢物。但它們并不總是完美的解決方案。在錯誤的環(huán)境中，它們可能會導致嚴重的問題。

塑料在醫(yī)院中廣泛用于縫合線（尤其是溶解型）、傷口敷料和植入物等。那么，醫(yī)院里發(fā)現(xiàn)的細菌會分解并以塑料為食嗎？

為了找出答案，我們研究了已知醫(yī)院病原體（有害細菌）的基因組，看看它們是否具有與環(huán)境中某些細菌相同的塑料降解酶。

我們是驚喜發(fā)現(xiàn)一些醫(yī)院病菌，例如銅綠假單胞菌，或許能夠分解塑料。

銅綠假單胞菌與全球每年約 559,000 例死亡有關。許多感染者是在醫(yī)院發(fā)現(xiàn)的。

使用呼吸機或因手術或燒傷而有開放性傷口的患者特殊風險的銅綠假單胞菌感染。那些有導管的人也是如此。

我們決定從細菌數(shù)據(jù)庫的計算搜索中向前發(fā)展，以測試銅綠假單胞菌在實驗室里。

我們專注于這種細菌的一種特定菌株，該菌株具有制造吃塑酶的基因。它是從一名傷口感染的患者中分離出來的。我們發(fā)現(xiàn)它不僅可以分解塑料，還可以將塑料用作生長的食物。這種能力來自我們命名為 Pap1 的酶。

生物膜

銅綠假單胞菌被視為高優(yōu)先級病原體由世界衛(wèi)生組織.它可以形成稱為生物膜的堅韌層，保護它免受免疫系統(tǒng)和抗生素的侵害，這使得它很難治療。

我們小組之前已經(jīng)表明，當環(huán)境細菌形成生物膜時，它們可以分解更快地吸塑.因此，我們想知道擁有塑料降解酶是否有幫助銅綠假單胞菌成為病原體。引人注目的是，它確實如此。這種酶使菌株更加有害，并幫助它建立更大的生物膜。

了解如何作銅綠假單胞菌當它在塑料上時，我們正在構建一個更大的生物膜，我們將生物膜分開。然后我們分析了生物膜的組成，發(fā)現(xiàn)這種病原體通過將降解的塑料包含在這個粘稠的盾牌中來產(chǎn)生更大的生物膜——或正式名稱的“基質”。銅綠假單胞菌正在使用塑料作為水泥來建立更強大的細菌群落。

病原體如銅綠假單胞菌可以在塑料無處不在的醫(yī)院中長期生存。這種在醫(yī)院的持續(xù)存在是由于病原體能夠吃塑料嗎？我們認為這是真實的可能性。

許多醫(yī)療都涉及塑料，例如骨科植入物、導管、牙科植入物和用于治療燒傷的水凝膠墊。我們的研究表明，可以降解這些設備中塑料的病原體可能會成為一個嚴重的問題。這可能會使治療失敗或使患者的病情惡化。

值得慶幸的是，科學家們正在研究解決方案，例如在醫(yī)用塑料中添加抗菌物質以阻止細菌以它們?yōu)槭?。但是，既然我們知道一些細菌可以分解塑料，那么在選擇用于未來醫(yī)療用途的材料時，我們需要考慮這一點。

羅南·麥卡錫， 生物醫(yī)學科學教授，倫敦布魯內爾大學和魯本·德·迪奧斯，生物技術博士后研究員倫敦布魯內爾大學

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