研究背景

多重耐药沙门氏菌感染日趋严重，传统抗生素疗效下降，噬菌体疗法成为重要替代方案。但天然噬菌体易出现细菌耐受、吸附效率有限等问题。借助CRISPR/Cas9精准编辑，为噬菌体搭载抗菌肽，有望突破天然噬菌体瓶颈，强化抗菌与控耐药能力。

关键突破

精准构建LL‑37表面展示工程噬菌体，结构与稳定性不受影响

研究通过CRISPR/Cas9介导同源重组，将LL‑37整合至噬菌体衣壳Hoc样蛋白，成功构建φE。电镜显示其形态与野生型φWT无明显差异，热、pH稳定性相当，衣壳修饰未破坏病毒结构完整性（图1）。

图1 噬菌体温度与pH稳定性

吸附效率与裂解能力显著提升，耐药突变率大幅下降

φE吸附率更高、潜伏期更短、噬菌斑更大（图2）。72h裂解实验中，φE可持续抑制细菌，低MOI下也不出现复长；φWT则因耐药突变出现复长（图3）。φE使噬菌体不敏感突变株（BIMs）发生率降低约一个数量级。

图2 吸附与一步生长曲线

图3 72h细菌裂解效果

强效阻断细菌黏附、侵袭与胞内增殖，细胞安全友好

在HT‑29肠上皮模型中，φE显著降低沙门氏菌黏附、侵袭及胞内存活，效果优于φWT、LL‑37单体及φWT空壳。工程化空壳φE^G也体现预防作用，且处理后细胞存活率无明显下降。（图4）

图4 细菌黏附、侵袭、胞内增殖及细胞毒性

体内预防保护效果突出，呈剂量依赖性提升存活率

在大蜡螟感染模型中（图5），φE预处理以剂量依赖方式提高幼虫存活率，高剂量组存活率显著优于φWT，且噬菌体本身无明显毒性，证明其在体内安全有效。

图5 大蜡螟感染模型存活率

耐药突变株毒力下降，形成“抗性—毒力”权衡

BIMs缺失鞭毛、运动能力显著下降，侵袭HT‑29细胞能力与体外生长均受抑制，提示细菌耐受噬菌体时会付出毒力降低代价，进一步提升疗法安全性（图6）。

图6 BIMs运动、侵袭及生长特性

结论与展望

本研究首次将LL‑37通过CRISPR/Cas9定点展示于沙门氏菌裂解噬菌体表面，实现噬菌体抗菌活性、吸附效率、细菌耐药控制、细胞保护与体内预防效果的全面提升。工程噬菌体兼具噬菌体靶向裂解与LL‑37膜破坏双重作用，大幅降低耐药突变，且耐药菌伴随毒力衰减。未来可优化展示位点与拷贝数、开展哺乳动物实验、探索多抗菌肽组合策略，推动工程化噬菌体成为应对多重耐药菌感染的临床备选方案。

参考文献

Jo S J, Park S C, Kim S G. CRISPR/Cas9‑engineered Salmonella phage displaying antimicrobial peptide LL37 for enhanced antibacterial activity. International Journal of Antimicrobial Agents 67 (2026) 107734.