《Biofilm》：The proteinaceous biofilm of
Gardnerella vaginalis enables a novel enzymatic therapy for bacterial vaginosis
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本研究针对细菌性阴道病（BV）高复发率的临床难题，发现阴道加德纳菌（G. vaginalis）生物膜基质中蛋白质占比超50%，首次证实铜绿假单胞菌来源的弹性蛋白酶LasA能特异性降解生物膜蛋白组分并裂解菌体细胞壁，在体内外实验中均展现显著抗菌效果且对乳酸杆菌无害，为BV治疗提供了新型酶疗法策略。
细菌性阴道病（Bacterial Vaginosis, BV）作为育龄女性最常见的阴道感染性疾病，长期以来因高复发率困扰着全球数亿女性。传统抗生素治疗虽能暂时缓解症状，但一年内复发率高达80%，其根本原因在于主要致病菌——阴道加德纳菌（Gardnerella vaginalis, GV）能够形成顽固的生物膜（biofilm）。这种由细菌分泌的胞外聚合物构成的保护性屏障，不仅阻碍药物渗透，更庇护病原体进入休眠状态，导致常规治疗难以根除。更棘手的是，抗生素在杀灭致病菌的同时也会破坏阴道微生态平衡，进一步增加复发风险。面对这一临床困境，山东大学微生物技术国家重点实验室的研究团队独辟蹊径，从解析生物膜基质成分入手，开创性地提出了酶疗法新策略，相关成果发表于《Biofilm》期刊。
研究团队通过原子力显微镜（AFM）、交叉链接质谱（XL-MS）等关键技术，结合临床菌株（JNFY14）和标准菌株（ATCC 14019）的体外实验以及小鼠阴道感染模型，系统评估了LasA酶的治疗潜力。
结果
GV具有富含蛋白质的胞外基质
原子力显微镜成像显示GV生物膜基质呈现独特的颗粒状结构，与传统多糖主导的生物膜显著不同。定量分析表明蛋白质占比达54.7%-68.5%，远超多糖（22.4%）和胞外DNA（10.6%）。共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）通过miniGFP荧光标记直观呈现了蛋白质组分在生物膜中的广泛分布。
LasA从铜绿假单胞菌外源供给时可瓦解GV生物膜
纯化的LasA在酸性环境（pH 5.0）仍保持70%活性，适应阴道微环境。浓度低至20 μg/mL的LasA处理6小时即可显著破坏生物膜结构，效果远优于1 mg/mL溶菌酶和红霉素。AFM动态观察显示LasA能清除载体表面菌体并引起细胞质泄漏。
LasA和溶菌酶对浮游GV的杀菌作用
LasA对浮游GV的裂解作用呈浓度依赖性，10-20 μg/mL为最低有效浓度。对GV肽聚糖的降解实验发现LasA处理后可产生碎片，而溶菌酶单独处理无效果，但LasA预处理能增强溶菌酶作用，提示两者存在协同潜力。
鉴定GV生物膜中LasA的潜在底物蛋白
通过XL-MS鉴定出9个含信号肽的胞外蛋白，其中4个（vaginolysin、ABC转运蛋白、铁渗透酶、CHAP结构域蛋白）经异源表达验证可被LasA降解。这些蛋白涉及竞争、毒素分泌、营养摄取等功能，是生物膜结构的关键组分。
LasA对阴道有益菌卷曲乳杆菌无不利影响
LasA对临床分离的卷曲乳杆菌CXD株无杀伤作用，体现其选择性抗菌特性，利于维持微生态平衡。
使用小鼠阴道感染模型评估LasA和抗生素的治疗效果
地塞米松免疫抑制模型成功建立GV定植。LasA单次给药即可显著降低GV载量（JNFY14模型降低约80%），且对乳酸杆菌群体影响微小。组织学检测显示LasA处理不会引起阴道上皮厚度变化（维持100 μm），蛋白质组学分析未发现炎症通路激活。
该研究首次揭示GV生物膜以蛋白质为主导的特殊构成，并创新性地利用LasA酶实现生物膜降解与菌体裂解的双重功效。与传统抗生素相比，LasA具有三大优势：针对生物膜基质这一保守靶点不易产生耐药性；选择性清除病原体而不破坏有益菌群；动物实验证实其安全性良好。这项研究为解决BV复发难题提供了全新治疗范式，LasA酶有望成为首个针对BV生物膜的靶向治疗剂，为全球BV患者带来根治希望。
