3小时定胜负：噬菌体筛选告别“过夜时代”

抗菌药物耐药性（AMR）已成为全球公共卫生领域的头号威胁之一。目前，AMR感染每年导致超过120万人死亡，预计到2050年这一数字将攀升至每年1000万人。多重耐药（MDR）细菌的广泛流行，使得传统抗生素失效，噬菌体疗法因此重新进入人们的视野。

噬菌体是能够特异性感染并裂解细菌的病毒，被誉为细菌的“天敌”。然而，噬菌体疗法要真正走向临床，面临一个关键瓶颈：如何快速、准确地从庞大的噬菌体库中筛选出对特定病原菌具有高裂解效力的候选噬菌体？传统的金标准噬菌斑试验需要18至48小时的过夜培养，操作繁琐、难以自动化；斑点试验虽然通量较高，但本质上是定性判断，且极易因微量噬菌体交叉污染而产生假阳性。在需要争分夺秒的临床感染治疗中，这些传统方法显然力不从心。

正是为了填补这一技术空白，中国科学院微生物研究所杜文斌团队、李明团队联合东北大学等单位，开发了一种名为数字化噬菌体敏感性检测（digital Phage Susceptibility Testing, dPhaST）的全新方法。相关研究成果于2026年7月30日发表在《Nature Communications》上。

研究结论：dPhaST——从肉眼观察到分子定量的范式革新

dPhaST的核心创新在于，它不再依赖肉眼观察细菌培养皿上是否出现透明的噬菌斑，而是将检测终点转移到了分子层面——通过检测噬菌体裂解细菌后释放到环境中的宿主基因组DNA，来定量评估噬菌体的感染活性。

具体而言，研究团队设计了靶向细菌16S rRNA基因保守区域的通用引物和TaqMan探针。由于16S rRNA基因存在于所有细菌中，这套通用检测体系无需针对不同菌种进行个性化优化，即可适用于多种病原体。在实验流程上，研究人员将细菌与噬菌体在96孔板中短暂共孵育（30至60分钟），离心去除完整细胞后，利用团队前期自主研发的OsciDrop无芯片全自动数字PCR系统，对上清液中释放的宿主DNA进行绝对定量。整个流程从样本到结果仅需约3小时。

那么，dPhaST的实际表现如何？研究团队在涉及6种细菌、19株宿主菌和33株噬菌体的122组噬菌体-宿主组合中进行了系统验证。结果显示：

与传统方法高度一致且分辨率更高。以斑点试验为参照，dPhaST的ROC曲线下面积（AUC）达到0.961，总体符合率为95.90%。更重要的是，dPhaST能够输出定量的裂解效力读数，清晰区分传统方法难以准确排序的强、中、弱裂解活性。例如，对于中等裂解活性的噬菌体pEcN-W26和pEcN-W22，传统噬菌斑试验和OD600生长曲线均无法区分二者，而dPhaST却揭示了它们之间显著的定量差异。

对交叉污染具有更高的耐受性。在高通量噬菌体筛选中，痕量噬菌体的交叉污染是导致假阳性结果的常见“陷阱”。在模拟交叉污染实验中，传统斑点试验在污染比例仅为0.1%时即可出现可见裂解圈，而dPhaST仅在污染噬菌体比例升至5%或10%后才出现显著信号。这种“容忍阈值”源于dPhaST仅检测1小时短时间窗内的早期裂解事件，避免了痕量污染噬菌体在过夜培养中指数级扩增所导致的假阳性。

这一研究能够揭示抗噬菌体防御系统的动态差异。 研究团队进一步将dPhaST应用于研究细菌的CRISPR-Cas和Sir2-HerA等抗噬菌体防御系统。结果发现，即使两种噬菌体在传统噬菌斑试验中均未形成裂解圈（表型相同），dPhaST却能在分子层面揭示出它们触发宿主DNA释放量的显著差异。这为理解细菌-噬菌体军备竞赛的分子机制提供了传统方法无法获取的定量信息。

dPhaST的成功开发，标志着噬菌体敏感性检测从肉眼观察迈向了分子定量的新阶段。它兼具快速（3小时）、自动化、高分辨率、抗污染等多重优势。研究者指出，dPhaST测量的是短时间窗内的早期裂解效力，对于细菌再生长或异质耐药等长期结局，仍需结合其他方法进行综合评估。但毫无疑问，这项技术为临床个性化噬菌体治疗提供了一种快速、标准化的精准导航工具，有望大幅加速噬菌体疗法从实验室走向临床病床的进程。

参考文献：https://www.nature.com/articles/s41467-026-75746-7