近日，獸醫(yī)學(xué)院動(dòng)物疫病預(yù)防控制全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家獸醫(yī)微生物耐藥性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室,、廣東省獸藥研制與安全評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫堅(jiān)教授團(tuán)隊(duì)在中科院一區(qū)Top期刊Journal of Cleaner Production (影響因子9.7)在線(xiàn)發(fā)表了題為“Designing a reengineered probiotic yeast to spontaneously degrade residual antibiotics in gut during antimicrobial therapy”的研究長(zhǎng)文,。
抗生素的大量使用引起的藥物殘留是細(xì)菌耐藥性進(jìn)化的重要推手，已經(jīng)嚴(yán)重威脅動(dòng)物源性食品安全與公共衛(wèi)生安全。為降低抗生素殘留對(duì)病原菌造成的選擇壓力，延緩細(xì)菌耐藥性的發(fā)展，孫堅(jiān)教授團(tuán)隊(duì)前期提出了“以子之矛攻子之盾”理念,，通過(guò)酵母平臺(tái)異源表達(dá)細(xì)菌四環(huán)素降解酶Tet(X4)的“生物工廠”，生產(chǎn)降解四環(huán)素殘留的功能酶以實(shí)現(xiàn)環(huán)境改良（Sci Total Environ 2022, 影響因子9.8）,。
在此基礎(chǔ)上,，利用Tet(X4)黃素單加氧酶的特性，通過(guò)搭載銅基類(lèi)芬頓催化物的方式增強(qiáng)了Tet(X4)在環(huán)境原位中的降解效率（Chem. Eng. J. 2023 影響因子: 15.1）,。進(jìn)一步通過(guò)利用酵母全細(xì)胞裂解物中的生物基質(zhì),，為T(mén)et(X4)原位抗生素降解中提供必需的輔因子與結(jié)構(gòu)保護(hù)，大幅度降低其使用成本并增加了穩(wěn)定性（Environ. Int. 2023,影響因子: 11.3）,。近期,，為了更好地從源頭控制抗生素的污染問(wèn)題，孫堅(jiān)教授團(tuán)隊(duì)基于益生菌布拉迪酵母（Saccharomyces boulardii）開(kāi)發(fā)了一種能夠?qū)崿F(xiàn)腸道抗生素原位清除的生物降解平臺(tái),。研究首先通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型益生菌的抗生素敏感性以及耐藥基因傳播風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估,，篩選出穩(wěn)定性最好、風(fēng)險(xiǎn)最小的益生菌布拉迪酵母作為底盤(pán)生物,。隨后,，通過(guò)基因工程改造獲得工程酵母菌株EMYA-01。
研究發(fā)現(xiàn),，工程益生菌EMYA-01在不影響其固有益生特性的同時(shí)穩(wěn)定表達(dá)酯酶EreA,，快速對(duì)紅霉素等大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素進(jìn)行降解。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,，EMYA-01能夠在24小時(shí)內(nèi)清除糞便混懸液中71.3±1.6%的紅霉素殘留,。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，口服EMYA-01能有效清除小鼠腸道中殘留的紅霉素,，但是不影響小鼠血漿,、肝臟,、肺臟、脾臟,、腎臟等組織中紅霉素的藥物濃度。進(jìn)一步腸道菌群分析發(fā)現(xiàn),，EMYA-01可以通過(guò)消除腸道中殘留的紅霉素,，最大限度地挽救紅霉素治療時(shí)所破壞的微生物多樣性。
上述工作利用功能益生菌定向清除動(dòng)物腸道抗生素殘留,，能夠在不影響血藥濃度與藥物療效的情況下,，降低服用抗生素動(dòng)物糞便中的藥物殘留，大幅度緩解抗生素治療過(guò)程中對(duì)動(dòng)物腸道菌群的選擇壓力,，減少細(xì)菌耐藥性的進(jìn)化傳播,，避免動(dòng)物因使用抗生素而導(dǎo)致“二重感染”的出現(xiàn)，是耐藥性防控與藥物合理施用的新方案,。
獸醫(yī)學(xué)院博士畢業(yè)生賀騫與碩士研究畢業(yè)生林卓宇為共同第一作者,，孫堅(jiān)教授和任昊副教授為論文的共同通訊作者。相關(guān)研究獲得了“國(guó)家自然科學(xué)基金”（項(xiàng)目編號(hào)：32102720）,、“創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：32121004）,、“廣東省珠江人才計(jì)劃本土創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：2019BT02N054）、“國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”（2022YFD1800400）,、“廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：2020B0301030007）和“中國(guó)博士后科學(xué)基金”（項(xiàng)目編號(hào)：2024M751151）等項(xiàng)目的資助,。
相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.144177
文圖/獸醫(yī)學(xué)院
