噬菌体“组合拳”精准狙击多重耐药沙门氏菌：LPS多靶点鸡尾酒疗法实现突破

研究背景

沙门氏菌是全球食源性疾病的主要致病菌，可引发腹痛、腹泻等症状，严重威胁公共卫生与动物健康。随着养殖业中抗生素的过度使用，多重耐药沙门氏菌菌株激增，传统抗生素疗法效果锐减，且耐药基因可通过食物链传播放大风险。噬菌体疗法因特异性强、无残留等优势成为替代方向，但单一噬菌体宿主范围窄、易引发细菌耐药，亟需优化噬菌体鸡尾酒设计策略。

关键突破

全国监测构建多元化沙门氏菌噬菌体库

研究团队采集中国18个省份的68份环境样本，以60种不同血清型沙门氏菌及受体缺陷突变株为宿主，分离纯化得到242株噬菌体，归类为29个属，基因组大小介于5.4-350.3Kb，包含216株裂解性噬菌体与26株温和噬菌体。通过透射电镜观察到长尾、短尾、收缩尾等多种形态，部分噬菌体展现广谱裂解能力，为鸡尾酒研发奠定基础（图1）。

图 1 沙门氏菌噬菌体的分离与形态学分析

创新LPS多靶点设计，打造ABCD-Type噬菌体鸡尾酒

基于脂多糖（LPS）作为沙门氏菌噬菌体主要受体的特性，研究将噬菌体按LPS特异性分为A-D四类，筛选出PJNS014（A型）、PJNS038（B型）、PJNS023（C型）、PJNS036（D型）组成鸡尾酒，分别靶向LPS的四个不同识别位点。该设计突破传统鸡尾酒靶向不同受体的思路，通过多位点协同作用避免细菌单一受体突变逃逸，显著提升抑菌稳定性（图2）。

图 2 沙门氏菌噬菌体的受体分析

体外与食品模型中实现长效广谱抑菌

体外实验显示，ABCD-Type鸡尾酒对多重耐药沙门氏菌的抑制时长超36小时，远超靶向不同受体的CCR-Type鸡尾酒（仅8小时）。在4℃和25℃条件下，该鸡尾酒在生菜、牛奶模型中均展现显著抑菌效果，对48株不同血清型多重耐药沙门氏菌中的30株具有裂解活性，其中6株血清型的抑菌时长可达24小时以上，为食品安全生产提供新保障（图3）。

图3 体外实验表明，ABCD型噬菌体鸡尾酒对沙门氏菌的抑制效果比CCR型更出色

高效清除生物膜，动物感染模型疗效显著

针对沙门氏菌生物膜难以清除的问题，ABCD-Type鸡尾酒处理24小时和48小时生物膜后，活菌数分别减少约3.86log和4.0log，生物膜biomass吸光度显著降低（图4）。

图4 噬菌体处理对生物膜的影响

在蜡螟感染模型中，无论感染复数（MOI）与给药策略如何，该鸡尾酒均显著提升存活率；雏鸡模型中，治疗组细菌载量快速下降，3天内组织中未检出细菌，21天存活率达100%，且无明显组织损伤（图5、图6）。

图5 ABCD 型噬菌体鸡尾酒可提升蜡螟（G.mellonella）的存活率

图6 ABCD型噬菌体鸡尾酒可有效治疗动物感染

耐药突变株毒力衰减，抗生素敏感性回升

通过诱导获得67株耐药突变株，发现其主要涉及btuB基因和LPS生物合成基因的突变。与野生株相比，突变株对氟苯尼考、庆大霉素等抗生素的最低抑菌浓度（MIC）降低，在蜡螟模型中的致死率从50%降至20%，表明噬菌体压力下细菌产生“耐药-毒力”权衡，为噬菌体疗法与抗生素联合使用提供可能（图7、表1）。

图7 67株沙门氏菌突变株对蜡螟的毒性测试

表1 抗生素对这些沙门氏菌突变株的MIC

结论与展望

本研究创新性提出LPS多靶点噬菌体鸡尾酒设计策略，成功开发的ABCD-Type鸡尾酒在多重耐药沙门氏菌防控中实现“长效抑菌+生物膜清除+动物治疗+降低耐药风险”的多重突破，为抗生素替代疗法提供了兼具科学性与实用性的新方案。未来需进一步拓展该策略至其他致病菌，结合组学技术优化噬菌体筛选与组合，深入研究真实环境中微生物群落、宿主免疫等因素对疗效的影响，开展长期监测评估耐药稳定性，推动噬菌体鸡尾酒疗法的临床转化与规模化应用，助力全球抗菌耐药性问题的解决。

参考文献：

Chen Y, Wang X, Zhang Q, et al. ABCD-type phage cocktail targeting distinct LPS receptor sites demonstrates superior efficacy against multidrug-resistant Salmonella. Journal of Hazardous Materials 500 (2025) 140435.