近日，華中農業大學李錦銓教授團隊在nature communications在線發表題為「in situ gut microbiota editing: enhancing therapeutic efficacy for bacterial colitis by compatible oral hydrogel microspheres with phages」的研究論文。該研究構建了全新的面向「半生命體」（噬菌體）的高效包埋遞送平台，可精準降低腸道致病性沙門氏菌等模式病原菌的數量，同時有效避免對腸道益生菌與共生菌的干擾（圖1）。該製劑顯著提升了噬菌體在動物體內的穩定性與抗菌療效，為畜禽腸道健康調控提供了安全高效的新手段。研究成果為開發新型綠色飼料添加劑、替代抗生素防控細菌感染提供了全新的技術路徑，展現出廣闊的養殖業應用前景和產業化潛力。
圖1 噬菌體微球製劑的製備與腸道病原菌感染治療示意圖
畜禽養殖精準防控：抗菌製劑與綠色養殖的新策略
在畜禽養殖過程中，沙門氏菌、大腸桿菌等病原菌感染是導致飼料轉化率下降、動物腹瀉、腸炎甚至死亡的重要原因之一，這對動物健康及養殖效益造成嚴重威脅。長期以來，抗生素憑藉其顯著的抑菌和促生長作用，被廣泛用於畜禽養殖環節。然而，隨著抗生素的過度與不合理使用，病原菌的耐藥性問題日益突出，導致傳統防控手段效果逐漸下降。為應對這一挑戰，國家相繼出台了「養殖減抗、飼料禁抗」等政策，推動行業向更加綠色、安全、可持續的方向發展。在此背景下，開發安全高效的新型抗菌替代策略，以減少或替代抗生素的使用，已成為當前畜牧業科技創新的關鍵方向。
基於此，該研究提出了一種針對畜禽病原菌的精準防控策略—噬菌體微球抗菌製劑（圖2）。噬菌體是一類天然細菌病毒，僅能感染特定宿主細菌，對動物及腸道有益菌幾乎無影響。利用噬菌體，可在不依賴傳統抗生素的情況下，有效抑制病原菌繁殖，實現定向防控，為綠色養殖提供天然、安全的解決方案。
圖2 噬菌體遞送用於防控畜禽腸道病原菌感染示意圖
雙響應型水凝膠微球：高效遞送噬菌體
為克服噬菌體在畜禽腸道中易受胃酸、膽鹽和消化酶破壞的問題，該研究開發了雙響應型水凝膠微球遞送系統，可負載靶向病原菌的噬菌體，實現高效保護與精準釋放（圖3）。該系統採用fda認證的可食用安全材料（如海藻酸鈉、透明質酸鈉等），通過溫和靜電霧化工藝製備，具有以下優勢：①胃酸屏障保護：微球在胃部環境中保持穩定，保證噬菌體到達腸道仍具活性；②腸道定向釋放與緩釋：微球與腸道黏附良好，延長噬菌體滯留時間，實現持續防控；③高效負載與活性保留：溫和製備工藝避免高溫和有機溶劑，對噬菌體的包封效率達90%，最大限度保持噬菌體活性。
圖3 噬菌體微球製劑在消化道的轉運與響應釋放示意圖
體內驗證：安全高效的病原菌防控
在小鼠模型中，噬菌體微球可顯著降低沙門氏菌的相對丰度，其抗菌效果與臨床一線抗生素（環丙沙星）相當，同時不會破壞益生菌群結構。與傳統抗生素相比，噬菌體微球減少了耐葯菌風險，可持續防控病原菌感染，有助於降低腹瀉發生率、提升動物健康和生產性能，並提高飼料轉化效率（圖4）。
圖4 噬菌體微球製劑在小鼠沙門氏菌感染模型中的抗菌效果
綠色養殖與飼料添加劑應用前景
在實際應用過程中，這種噬菌體微球製劑可直接添加至畜禽的日常飼料中，實現便捷、持續、可控的病原菌防控。作為一種天然、安全的抗菌製劑，它不僅能替代或減少抗生素使用，還為發展綠色養殖和無抗飼料添加劑提供了技術路徑。未來，這一策略可推廣至不同畜禽品種和養殖模式，用於防控耐藥性病原菌、提升動物生產性能和飼料利用效率，展現出廣闊的產業化應用潛力。
全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-65498-1；
該項工作得到國家重點研發計劃基金（2023yfd1801000; 2025yfc3408400）、國家自然科學基金（32322082）和華中農業大學校自主創新基金（2662025sppy004）等項目資助。
並列通訊作者信息：宋智勇，華中農業大學副教授。研究方向聚焦響應型納米藥物遞送系統設計及其在病原微生物防控中研究，目前以第一作者（含並列）或通訊作者（含並列）在nature communications (2019a，2025b)、advanced functional materials、advanced science、biomaterials、chemical engineering journal等期刊發表論文30余篇。主持國家自然科學基金面上/青年、湖北省自然科學基金面上項目、湖北省中醫藥管理局-青年人才項目等10余項，作為核心人員參與國家自然科學基金區域聯合基金（重點項目）、湖北省自然科學基金聯合基金（重點項目）等省部級項目6項。擔任advanced antibacterial materials、bmc biomedical engineering等期刊編委，nano-micro letters、asian journal of pharmaceutical sciences、military medical research、burns & trauma、nano transmed、acta materiamedica、華中農業大學學報等期刊青年編委，國家自然科學基金通訊評審專家、功能材料與器件委員會委員，中國微米納米技術學會高級會員。
並列通訊作者信息：李錦銓，華中農業大學教授/博導，農業微生物資源發掘與利用全國重點實驗室固定成員，主持國家優秀青年科學基金、農業農村部「農業科研傑出人才及其創新團隊」培養計劃、湖北省傑出青年科學基金和湖北省青年拔尖人才培養計劃等省部級課題。一直圍繞噬菌體與全健康開展研究，包括噬菌體裂解酶設計（全新的蛋白質類抗菌分子）、噬菌體編輯合成平台，抗感染和編輯腸道菌群/腫瘤微環境。以通訊作者在nature communications、advanced science、embo molecular medicine和fems microbiology reviews等雜誌發表論文，部分成果被nature選為research highlights並在主頁專題報道；獲授權國家發明專利12項；研究成果「益生噬菌體發掘關鍵技術與應用」獲湖北省科學技術發明二等獎（排名第一）。同時，任上海噬菌體研究所pi（兼），廣東醫科大學特聘教授/博導（兼），曾掛職校人力資源部副部長，十四五國家重點研發計劃「食品營養與安全關鍵技術研發」重點專項指南撰寫與評審專家。
招賢納士
華中農業大學李錦銓教授和宋智勇副教授聯聘副教授和博士後，真誠歡迎熱愛科研、擅長學習並樂於合作的同道加入。
一、課題組興趣方向：
1.人獸共患病和獸醫公共衛生安全/感染與免疫；2.農用或食品用噬菌體；3.蛋白質工程/結構生物學/噬菌體裂解酶挖掘；4.藥學/納米化學生物學/納米藥物遞送/腫瘤微環境；5.生化與分子生物學/合成＆編輯噬菌體；6.生物信息學/合成＆編輯腸道菌群（招聘方向包括但不局限於以上研究方向）。
二、應聘條件：
1.身體健康，能適應崗位工作需要；熱愛祖國，無違法犯罪記錄；2.在國內外已經獲得或即將獲得生物化學與分子生物學、病毒學、生物與醫藥、納米生物化學、結構生物學、合成生物學等相關專業博士學位；3.具有感染與免疫、病毒研究、蛋白質藥物研究、腫瘤微環境、疫苗研發和噬菌體合成或編輯等相關研究背景者優先；4.具備良好的英文閱讀及寫作能力，博士期間或近五年內以第一作者身份發表過高質量研究論文；5.熱愛科學研究工作、學風嚴謹、勤于思考、有責任心、具備良好的溝通能力、善於團隊合作。詳細信息可參考http://rsc.hzau.edu.cn/xwzx/zpxx.htm。符合相關條件的，可申請博士後公寓，享受醫療、子女入托入學政策；參照校內同級人員的標準為博士後參加社會保險；申請參評學校和學院博士後獎勵資助；博士後在站期間可參評副研究員、研究員職稱，具體情況一事一議。副教授根據情況一事一議。
三、申請方式：
應聘者請將個人簡歷（含個人基本信息、學習工作經歷、參與科研項目、科研成果、熟練使用的實驗技術等信息）以「姓名+應聘博士後/副教授」命名發送信息至[email protected]或[email protected]（或華中農大馬老師18838971387微信同號）。
來源：投稿
