来源：Int J Microbiol | 编译：DNA Lab Space
甲沟炎是一种被忽视的临床感染，传统抗菌疗法因耐药性和毒性问题而日益受限。近日，巴西与葡萄牙、印度学者合作，首次利用海洋来源的 Bacillus stercoris 2AT10 菌株胞外合成纳米银颗粒（BAgNPs），通过基因组挖掘揭示了其合成机制，并证实了这些颗粒对甲沟炎相关病原菌具有广谱抗菌活性，且刺激性极低。该研究为开发安全的甲沟炎局部防治制剂提供了全新思路。
研究背景
甲沟炎是甲周组织的感染性炎症，常由金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等病原菌引起。然而，这一临床状况长期缺乏足够的药物研发关注，现有抗菌方案正面临抗生素耐药性加剧和毒副作用两大难题。绿色纳米技术——利用微生物或植物提取物合成纳米颗粒——近年来被视为替代传统化学合成法的理想路径，因其避免了有毒试剂的使用，过程温和且环境友好。
此前，研究者已从巴西阿拉卡茹海滩沙土中分离出一株编号为 2AT10 的细菌，经鉴定为 Bacillus stercoris。该菌株从未被用于纳米颗粒合成。本研究首次报道了利用该海洋菌株的胞外提取物还原银离子生成纳米银的全过程，并将绿色纳米技术与基因组挖掘相结合，试图从分子层面解释纳米颗粒的形成机制，同时评估产物对甲沟炎相关病原菌的抑制效果。
研究方法
菌株培养与提取物制备。 B. stercoris 2AT10 菌株在营养肉汤（Kasvi 公司，巴西巴拉那州皮尼艾斯）中，于 37°C 静置培养 48 小时。随后，使用 Hettich Universal 320 R 离心机（德国图特林根）在 10,000 rpm、4°C 条件下离心 25 分钟，收集上清液作为无细胞提取物。
纳米银的生物合成。 用去离子水（Milli-Q 水，Merck Millipore 公司）配制 1、3、5 mM 三种浓度的硝酸银（AgNO₃）溶液。将 B. stercoris 2AT10 提取物与不同浓度的 AgNO₃ 溶液按表 1 所示比例混合，最终反应体积均调整至 20 mL。具体配方为：BAgNP1 含 2 mL AgNO₃（1 mM）和 18 mL 菌株提取物；BAgNP3 含 6 mL AgNO₃（3 mM）和 14 mL 提取物；BAgNP5 含 10 mL AgNO₃（5 mM）和 10 mL 提取物。混合液在室温、磁力搅拌 180 rpm 条件下孵育 24 小时。以仅含营养肉汤培养基和 AgNO₃ 溶液（1、3、5 mM）的体系作为阴性对照。
紫外-可见分光光度法表征。 使用 Hach DR 5000 分光光度计（美国科罗拉多州洛夫兰）在 190–800 nm 范围内扫描，以 Milli-Q 水为空白参比。文献报道纳米银的等离子体共振吸收峰出现在 380–450 nm 之间，该区间被用作判断颗粒形成的参考。
动态光散射（DLS）测量。 使用 DLS 技术测定不同配方合成颗粒的平均粒径（Z-Ave）和多分散指数（PDI）。
透射电子显微镜（TEM）与傅里叶变换红外光谱（FTIR）。 TEM 用于确认颗粒形貌，FTIR 用于检测颗粒表面可能参与还原或封端作用的官能团。
基因组注释与生物合成基因簇预测。 对 B. stercoris 2AT10 进行全基因组测序，利用 eggNOG-mapper 和 antiSMASH 软件进行基因功能注释和次级代谢产物生物合成基因簇预测，重点搜索编码硝酸还原酶、漆酶以及已知生物活性次级代谢产物（如杆菌素、枯草杆菌素 A、芽孢菌素、杆菌溶素、丰原素）的相关基因。
抗菌活性测定。 采用纸片扩散法评估 BAgNPs 对甲沟炎相关病原菌的抑制效果，测量抑菌圈直径。
刺激性评价。 采用鸡胚绒毛尿囊膜试验（HET-CAM）评估颗粒的刺激性，记录刺激指数（irritation index）。
原文摘要未详述抗菌活性测定中使用的具体菌株编号、接种浓度、纸片载药量以及 HET-CAM 试验的详细评分时间点等参数。
研究结果
纳米银合成与颜色变化。 将 B. stercoris 2AT10 提取物分别与 1、3、5 mM 三种浓度的 AgNO₃ 溶液混合后，观察到溶液颜色逐渐变化，且颜色强度随银浓度升高而增加。仅含营养肉汤培养基和 AgNO₃ 溶液的阴性对照未出现明显颜色变化，排除了培养基成分对银离子还原的干扰。
UV-Vis 光谱特征。 混合液在 280–310 nm 区域的吸光度增加，且吸光度随银浓度升高而增强。离心去除干扰物质后，BAgNP5 在 400–410 nm 范围出现吸收峰，而 BAgNP1 和 BAgNP3 的吸收峰分别位于 300–310 nm 和 300–340 nm 范围。由于提取物分子组成复杂，所有吸收带均存在读数噪声。
粒径与均一性。 DLS 测量结果显示，纳米颗粒的平均粒径呈浓度依赖性增长：BAgNP1 的 Z-Ave 为 48.47 ± 3.07 nm，BAgNP3 为 47.18 ± 0.68 nm，BAgNP5 则升至 87.44 ± 2.66 nm。PDI 值随银浓度升高而降低——BAgNP1 为 0.500 ± 0.041，BAgNP3 为 0.455 ± 0.009，BAgNP5 降至 0.286 ± 0.013——表明较高银浓度下合成的颗粒尺寸分布更均匀。TEM 观察确认颗粒呈球形。
FTIR 官能团分析。 FTIR 光谱提示颗粒表面存在羟基、酰胺基和含氮基团，这些基团可能参与银离子的还原或对纳米颗粒起封端稳定作用。
基因组挖掘结果。 通过 eggNOG-mapper 和 antiSMASH 注释，鉴定出编码硝酸还原酶、漆酶以及多种生物活性次级代谢产物（杆菌素、枯草杆菌素 A、芽孢菌素、杆菌溶素、丰原素）的基因。这些基因产物可能参与了银离子的还原和纳米颗粒的稳定化。
抗菌活性。 生物合成的纳米银对甲沟炎相关病原菌表现出强效广谱抗菌活性。其中，对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的抑菌圈直径达 25.8 mm，对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的抑菌圈为 23.2 mm。原文摘要未提供其他测试菌株的具体抑菌圈数据。
刺激性评价。 HET-CAM 试验显示，生物合成的纳米银颗粒刺激指数 ≤ 1，属于非刺激性级别，提示其具备用于局部皮肤制剂的潜力。
讨论与展望
这项研究的价值在于两点。其一，B. stercoris 2AT10 是此前从未被用于纳米合成的海洋菌株，本研究扩展了可用于绿色纳米技术的微生物资源库。其二，研究将基因组挖掘与纳米合成表征相结合，在分子水平上为"细菌如何还原银离子并稳定纳米颗粒"提供了候选基因线索——硝酸还原酶、漆酶以及多种次级代谢产物合成基因的发现，为后续通过基因工程优化合成效率指明了方向。
从粒径数据看，BAgNP5 虽然颗粒最大，但 PDI 最小（0.286），意味着高银浓度下颗粒均一性更好，这对抗菌制剂的批次一致性至关重要。而刺激指数 ≤ 1 的结果，为这些颗粒进一步开发为甲沟炎局部用药或皮肤化妆品抗菌防腐剂扫清了初步安全性障碍。
当然，摘要也坦承仍需补充更多生物相容性研究。纳米颗粒对正常皮肤细胞的毒性、长期皮肤接触的累积效应、体内抗菌效果等关键问题尚未回答。未来若能在这些方面获得阳性数据，B. stercoris 来源的纳米银有望成为对抗甲沟炎耐药菌的新型武器。
参考来源
Valença CAS, S Santos AL, Souto EB, Severino P, Jain S. Biosynthesized Silver Nanoparticles From Bacillus stercoris 2AT10: Synthesis, Characterization, and Antimicrobial Activity Against Paronychia-Associated Microorganisms. Int J Microbiol. PMID: 42592077.
PMID: 42592077