摘要：在现代医学领域，塑料材料凭借良好的生物相容性、耐久性和可塑性，已成为医疗器械与设备生产的重要原料，从缝合线、支架到植入物、伤口敷料，处处都能见到其身影。

在现代医学领域，塑料材料凭借良好的生物相容性、耐久性和可塑性，已成为医疗器械与设备生产的重要原料，从缝合线、支架到植入物、伤口敷料，处处都能见到其身影。

近期英国布鲁内尔大学研究团队发表在 Cell 子刊 Cell Reports 上的一项题为“Pseudomonas aeruginosa clinical isolates can encode plastic-degrading enzymes that allow survival on plastic and augment biofilm formation”的研究却展示了一个令人担忧的现象：一种常见的医院感染细菌——铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）竟然能够分解并消化这些医疗塑料！这不仅增加了细菌在医院环境中的存活能力，还可能使医疗设备面临被降解的风险，从而进一步加剧医院感染的风险。

图 | 铜绿假单胞菌可分解大部分常见医疗器械中的医用塑料

研究人员发现，铜绿假单胞菌的“消化能力”来自于一种名为 Pap1 的酶，这种酶可以分解聚己内酯（PCL）——一种常用于医疗领域的可生物降解塑料，常用于缝合线、伤口敷料、支架、药物输送贴片和外科网片等医疗器械中。实验结果显示，Pap1 酶在短短 7 天内就能降解 78% 的塑料样本，而且细菌可以将塑料作为唯一的碳源进行利用，这意味着它们能够靠“消化”塑料来维持生存。

为了进一步验证铜绿假单胞菌的塑料降解能力，研究人员从一位患者的伤口中分离出铜绿假单胞菌，并从中提取出编码 Pap1 酶的基因。随后，研究人员将该基因插入大肠杆菌中，使大肠杆菌能够表达 Pap1 酶。实验结果表明，转化后的大肠杆菌确实获得了降解 PCL 的能力，而在基因敲除实验中，缺失 Pap1 编码基因的菌株则丧失了塑料降解能力，说明这种降解能力与 Pap1 酶息息相关。

图 | 铜绿假单胞菌 PA-W23 菌株对 PCL 材料分解微观图

研究人员还发现，铜绿假单胞菌通过分解塑料，不仅能够获得营养物质，延长其在医院环境中的存活时间，还能利用分解后的塑料碎片形成更坚固的生物膜（一种黏附在物体表面的细菌群落，它能够保护细菌免受抗生素的攻击，使感染更难治疗），增强其致病性。在动物实验的结果中，当实验动物体内存在 PCL 植入物的情况下，铜绿假单胞菌的致病性显著增强。

而且，虽然目前只证实了铜绿假单胞菌能够分解聚己内酯（PCL），但其他常见医疗塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚氨酯（PU），也可能有着类似的风险。这些塑料材料被广泛用于制造骨支架、牙科植入物、绷带、伤口敷料、导管、乳房植入物等医疗器械，一旦证实同样能被被细菌分解，将大幅增加患者感染的风险。

本研究专注于证明 Pap1 能够降解可生物降解塑料 PCL。然而，作者表示，Pap1 与已知的 PET 降解酶（例如 PET5）具有高度的结构同源性，这表明 Pap1 也可能能够降解 PET。未来的研究将着眼于探索 Pap1 的底物特异性范围及其调控。他们将在后续研究中对此进行探索。

总之，这项研究对医院感染控制来说是一个十分严峻的挑战，研究人员指出，他们需要进一步开展更多的研究，以了解这种塑料降解能力在其他病原菌中的分布情况，以及这些酶对细菌致病性的影响，方能有效保障患者的健康与安全。

参考文献：

1. Pseudomonas aeruginosa clinical isolates can encode functional plastic-degrading enzymes that allow survival on plastic and augment biofilm formation., Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115650.

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来源：生辉SciPhi