噬菌体鸡尾酒：高效治疗耐药性肺炎克雷伯菌的新希望

噬菌体ΦK2044、ΦKR1和ΦKR8的分离与鉴定

肺炎克雷伯菌NTUH-K2044虽对抗生素敏感，但具有高毒力，与败血症、脑膜炎和肝脓肿相关，成为本研究对象。以NTUH-K2044为宿主，从医院污水中纯化出噬菌体ΦK2044，它能水解其荚膜并形成带光晕的大斑块（图1A）。ΦK2044病毒颗粒呈60-80nm多面体形态，无尾部或突起，且在一定条件下稳定（补充图2）。基因组测序显示ΦK2044属于自拟病毒科，与NTUH-K2044-K1-130噬菌体密切相关（图1B）。ΦK2044编码解聚酶OZ76_gp02，与其噬斑晕形态相符（图1A）。实验中，易回收NTUH-K2044的噬菌体抗性突变体，频率约3.5×10−6。与原始菌株相比，突变株种群变小，粘液减少，细胞更紧凑，且胶囊数量降低。噬菌体压力下，NTUH-K2044出现适应度成本变化，提示噬菌体鸡尾酒或可抑制抗性表型进化。在噬菌体分离试验中，使用耐药变体R1和R8作为宿主，鉴定出噬菌体ΦKR1和ΦKR8。两者在各自宿主上形成均匀透明斑块（图1C、D），斑块直径较小且无溶解晕。噬菌体ΦKR1和ΦKR8形态相似，具有卵圆形衣壳和长尾，且基因组较大，属于Straboviridae的Drulisvirus属。ΦKR1与PKO11131关系最密切，ΦKR8与Mineola32关系更密切（图1E等）。

图1：噬菌体ΦK2044、ΦKR1和ΦKR8的特征^[1]

噬菌体宿主范围的测定及表征

三种噬菌体（ΦK2044、ΦKR1、ΦKR8）从肺炎克雷伯菌NUTH-K2044分离，对KL1型菌株有感染作用，且能杀死其他六种KL1型菌株。测试49个临床分离株发现，ΦK2044高度特异于KL1型，而ΦKR1和ΦKR8对10种其他类型有裂解活性，包括对多药耐药性肺炎克雷伯菌KL47和KL64型的高裂解率，显示出开发广谱噬菌体鸡尾酒的潜力。

共聚焦激光扫描显微镜测定显示，噬菌体鸡尾酒能有效减少肺炎克雷伯菌NTUH-K2044生物膜内的活菌数量，相比单独使用噬菌体ΦK2044，混合物处理后生物膜内细菌死亡更明显，显示出穿透成熟生物膜并根除细菌的功效。

噬菌体鸡尾酒治疗感染小鼠的体内疗效

研究者建立小鼠腹膜内感染模型和皮下导管生物膜模型，以验证噬菌体混合物的体内治疗效果。小鼠腹膜内注射肺炎克雷伯菌，感染后96小时内死亡。噬菌体混合物在小鼠感染模型中显著提高存活率，接近100%，并可以维持小鼠健康状况。

噬菌体混合物显著降低小鼠组织和血液中的细菌负荷，与单噬菌体治疗相比，在体内清除率上表现出更好的效果，特别是在血液中，且差异具有统计学意义。通过对心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏的炎症浸润情况进行评估，研究者发现感染肺炎克雷伯菌NTUH-K2044的小鼠各器官出现明显炎症或组织损伤，而噬菌体混合物处理可能减轻这些影响，

噬菌体鸡尾酒在小鼠模型中展现出良好的体内抗感染治疗效果，显著减轻炎症损伤，且对抗生物膜功效显著，使导管表面生物膜内活菌数量减少_{4 log10}单位以上，相比单一噬菌体治疗，噬菌体鸡尾酒治疗后细菌载量下降最为显著，突显其在局部治疗导管相关生物膜感染方面的优势。

结论

这项研究中使用的噬菌体鸡尾酒显示了广泛的宿主范围和持久的细菌杀伤能力，在体外和体内都有很好的治疗效果。研究者未观察到噬菌体之间有任何交叉耐药性，它们的作用是累加的，在某些方面是协同的。这种基于噬菌体和噬菌体抗性细菌变体共同进化的噬菌体鸡尾酒设计策略有可能成为优化难治性肺炎克雷伯菌感染治疗的框架。

参考文献：

1. Chen H, Liu H, Gong Y, Dunstan RA, Ma Z, Zhou C, Zhao D, Tang M, Lithgow T, Zhou T. A Klebsiella-phage cocktail to broaden the host range and delay bacteriophage resistance both in vitro and in vivo. NPJ Biofilms Microbiomes. 2024 Nov 14;10(1):127. doi: 10.1038/s41522-024-00603-8. PMID: 39543151; PMCID: PMC11564825.