噬菌体的发现与特性

在对抗耐药菌的斗争中，噬菌体作为一种潜在的抗菌剂备受关注。最新研究发现的噬菌体PIN1和PIN2，从废水样本中分离而来，能够有效感染临床耐药菌株肺炎克雷伯菌。这两种噬菌体展现出极高的稳定性，PIN2在经过12个月的多次冻融循环后仍保持活性，这为噬菌体在实际应用中的储存和运输提供了巨大优势。

图1. a：肺炎克雷伯菌感染后 AJ218 的代表性噬菌体 PIN1 和 PIN2 斑块形态显示；b：通过与AJ218宿主菌株在37  °C下共孵育10 min进行噬菌体吸附，然后对混合物进行离心以去除游离噬菌体颗粒，进行PIN1和PIN2的一步生长曲线。c：噬菌体PIN1或PIN2的一个高滴度氯化铯纯化样品的代表性负应变TEM显微照片。 

独特的感染机制

尽管PIN1和PIN2与嗜鞭毛噬菌体在基因和结构上高度相似，但肺炎克雷伯菌并不具备鞭毛。研究表明，这两种噬菌体通过基因镶嵌（genetic mosaicism）的方式，用一种更紧凑的尾纤维取代了嗜鞭毛噬菌体的长尾纤维。这种尾纤维能够与肺炎克雷伯菌细胞表面的荚膜多糖和脂多糖结合，从而实现感染。这种独特的感染机制不仅拓宽了噬菌体的应用范围，还为研究噬菌体与宿主的相互作用提供了新的视角。

噬菌体的稳定性与应用潜力

噬菌体的稳定性是其作为抗菌剂的关键特性之一。PIN1和PIN2展现出的高稳定性，使其在工业、农业和医疗领域的应用前景广阔。研究还发现，这两种噬菌体属于Yonseivirus噬菌体群，且其尾纤维基因盒在该群中存在进一步的近期分化。这表明，通过基因分析和结构研究，可以开发出预测噬菌体稳定性的工具，从而为噬菌体疗法的发展提供有力支持。

结构与功能的关联

通过对PIN1和PIN2的结构分析，研究人员发现它们的衣壳蛋白具有高度相似性，但尾纤维蛋白却存在显著差异。这种差异可能与噬菌体的感染特性和稳定性有关。此外，研究人员还利用冷冻电镜技术解析了与PIN1和PIN2相关的嗜鞭毛噬菌体的结构，进一步揭示了其独特的感染机制

关键发现

1、噬菌体PIN1和PIN2能够感染不动细菌：尽管这两种噬菌体与嗜鞭毛噬菌体在结构上有相似之处，但它们能够感染肺炎克雷伯菌。这表明它们通过一种独特的机制与宿主结合，而不是依赖于鞭毛。

2、独特的尾纤维结构：PIN1和PIN2的尾纤维与嗜鞭毛噬菌体的长尾纤维不同，它们具有更紧凑的尾纤维，能够与肺炎克雷伯菌的细胞表面多糖结合。这种结构的改变使得噬菌体能够适应不动细菌的表面特征。

3、PIN1和PIN2展现出极高的稳定性，尤其是在PIN2中，即使在经过12个月的多次冻融循环后，其活性也没有明显下降。这种稳定性对于噬菌体在实际应用中的储存和运输具有重要意义。。

未来展望与应用潜力

PIN1和PIN2的发现为噬菌体疗法提供了新的候选菌株。它们的高稳定性和独特的感染机制使其在抗菌领域具有巨大的应用潜力。未来的研究将进一步探索这些噬菌体的结构与功能关系，开发出更有效的噬菌体疗法，并为应对耐药菌感染提供新的解决方案。

参考来源：

Jati A, Li Y, Mu A, et al. Highly stable bacteriophages PIN1 and PIN2 have hallmarks of flagellotropic phages but infect immotile bacteria[J]. npj Viruses, 2025, 3(1): 56.