近日，由深圳市南山區人民醫院（以下簡稱「南山醫院」）耳鼻喉科研究團隊的一項研究成果以「Divergent molecular strategies drive evolutionary adaptation to competitive fitness in biofilm formation」（《在生物膜形成過程中能推動適應於競爭的分子進化策略》）為題，登上國際微生物學領域頂刊《The ISME Journal》。該研究揭示了截然不同的多種分子信號通路在細菌生物被膜內種內競爭中起到重要作用。據悉，該項研究也是南山醫院科研團隊首次榮登《The ISME Journal》的學術成果。

    銅綠假單胞菌是一種臭名昭著的病原細菌，常常以生物被膜的方式感染患有肺囊纖維化、慢性肺阻塞、燒傷、使用植入醫療器械或長期服用抗菌藥物的患者，造成較高的發病率和死亡率。該病原菌在臨床環境中的進化進程一直是一個熱門的研究問題。此次，在由南山醫院與南方科技大學（以下簡稱「南科大」）科研人員合作完成的本研究中，研究團隊創造性地在實驗室可控條件下重現了細菌生物被膜種內競爭的進化歷程，細緻解析了進化策略。隨後研究人員從多個角度證明了這些理論上的進化策略其實在大量臨床環境中的病原體中都普遍存在。該工作揭示了病原細菌的主要進化方向，並提示這些進化通路可以成為殺菌/抑菌方案的新型作用靶點，為臨床醫護人員更好地應對銅綠假單胞菌感染提供新的參考意見。

    具體地，此次研究解析了細菌可以通過「內卷」來獲得競爭優勢，即細菌通過在生被膜形成過程中大量釋放粘附因子，獲得了更強的黏附性，從而取得占位性優勢。此外，細菌也能進行「野蠻殺戮」，即優勢菌體通過釋放大量的噬菌體來裂解殺傷其競爭者。同時，因為基因突變導致噬菌體的攻擊靶點丟失而使得自身免疫了噬菌體攻擊，所以規避了「自爆」。

    南山醫院為該研究工作的第一單位，耳鼻喉科李爍主任醫師為主要通訊作者，感染科余治健主任醫師、南科大藥理系楊亮教授為共同通訊作者，耳鼻喉科湯明星博士為第一作者。

    李爍表示，該研究首先將細菌生物被膜的進化從臨床環境中搬到了實驗室的條件下進行了細緻研究，這是一種理論化、理想化的構思，但是有趣的是，我們通過生物信息學和分子生物學試驗發現了病原體在自然界的進化策略居然也是類似的方式，這又讓理論回歸了現實，具有一定的應用指導意義。「通過研究，認識了病原體如何進化後，我們就可以在後續工作中去開發治療細菌感染的新方案，提高臨床治療效果。」李爍說。

    據悉，論文第一作者湯明星為公派留法博士，2021-2023年在南山醫院從事博士後研究工作後留用該院，主持或結題國家、省、市、區級6項科研基金課題，現以第一作者或通訊作者發表SCI論文12篇。（記者 林麗青）