抗生素耐药性（AMR）已成为全球公共卫生的重大威胁，每年导致约127万人死亡，预计到2050年可能造成1万亿美元的经济损失。在水生环境中，抗生素、耐药基因（ARGs）和耐药菌（ARB）构成了一个复杂的传播体系，而传统污水处理工艺难以完全去除这些污染物。2025年发表在《Water》上的一项研究提出了一种创新性解决方案：使用噬菌体鸡尾酒疗法靶向灭活废水中产β-内酰胺酶的高风险肺炎克雷伯菌和大肠杆菌克隆，为应对环境中的AMR问题提供了新策略。

水生环境是抗生素耐药性产生和传播的关键场所。污水处理厂、农业径流和医疗废水都将抗生素、耐药菌和耐药基因带入水体环境中。这些污染物在水环境中形成了一个复杂的传播网络。亚抑制浓度的抗生素（1-100 μg/L）就足以诱导细菌启动SOS反应，激活整合子介导的基因捕获机制。更令人担忧的是，耐药基因（ARGs）通过可移动遗传元件（如质粒）在不同细菌间传播。研究表明，接合质粒（如IncP-1型）能够通过IV型分泌系统在气单胞菌属间高效转移。

在众多的耐药菌中，国际流行的高风险克隆尤为令人关注。研究发现，产CTX-M型超广谱β-内酰胺酶（ESBL）的大肠杆菌和肺炎克雷伯菌克隆是环境中特别重要的耐药菌株。这些高风险克隆包括大肠杆菌的ST131、ST405和ST354等序列型，以及肺炎克雷伯菌的CC11和ST147克隆。它们在不同国家、不同环境（包括社区感染和商业肉类样品）中均有发现。ST131克隆在人类样本中更为普遍，其中ST131-C1-M27亚型被认为是一种新兴的全球流行克隆，近年来也在巴西等地区首次发现。这些高风险克隆的成功在于它们兼具多重耐药性和强大的传播能力，能够通过质粒等移动遗传元件在不同细菌间传播耐药基因。

面对抗生素耐药性的挑战，科学家们开始寻找传统抗生素的替代品。噬菌体（Phages）是一种天然存在的细菌病毒，是细菌的专性寄生虫，能够感染和灭活抗生素敏感菌和耐药菌。与抗生素相比，噬菌体具有多种作用模式，并且在许多情况下表现出良好的安全性。它们能够特异性地识别并感染特定种类的细菌，不会破坏其他微生物群落，这种特异性使它们成为理想的精准抗菌剂。

噬菌体鸡尾酒（Phage cocktails）是将多种病毒株混合使用，通常用于临床实践。一般来说，单个噬菌体先分别培养，然后混合制备成噬菌体鸡尾酒。这种方法的优势在于可以同时靶向多种细菌，或者通过不同机制攻击同一种细菌的不同受体位点，从而减少细菌产生耐药性的风险。

研究者创新性地设计了特异性靶向产β-内酰胺酶的高风险肺炎克雷伯菌和大肠杆菌克隆的噬菌体鸡尾酒。他们从多种环境样本中分离和筛选了能够特异性识别和裂解这些高风险克隆的噬菌体。通过这些噬菌体的组合，开发出了能够有效清除废水中耐药菌的鸡尾酒配方。

研究还探讨了将噬菌体鸡尾酒疗法与现有污水处理工艺结合的方法，建立了一种多重屏障系统，既能处理废水中的耐药菌，又能保证再生水的安全回用。

这项研究的应用前景十分广阔。首先，它为解决污水处理厂中抗生素耐药性的传播问题提供了新方案。传统污水处理工艺虽然能够一定程度去除抗生素耐药细菌和基因，但效率有限。研究表明，即使是喹诺酮类抗性基因，最高去除效率也只能达到98%，仍有相当数量的耐药菌和抗性基因进入自然环境。噬菌体鸡尾酒疗法提供了一种高效、精准的去除方案，特别针对那些具有高风险克隆的耐药菌株。

其次，这种技术为再生水的安全回用提供了保障。随着全球水资源短缺问题日益严重，再生水回用已成为重要策略。然而，再生水中的抗生素耐药性风险限制了其回用范围。通过噬菌体鸡尾酒疗法靶向灭活高风险耐药克隆，能够显著降低再生水回用的环境与健康风险，促进水资源的可持续利用。随着研究的深入和应用技术的成熟，这种精准靶向高风险克隆的策略有望成为水资源管理和公共健康保护的重要组成部分，为应对全球抗生素耐药性危机提供有力工具。

参考文献：doi: 10.3390/w17152236