基因编辑赋能噬菌体疗法：展示 LL‑37 抗菌肽的工程噬菌体高效对抗多重耐药鼠伤寒沙门氏菌

多重耐药鼠伤寒沙门氏菌 DT104 给畜禽与公共卫生带来巨大威胁，传统噬菌体疗法面临细菌产生噬菌体耐受突变、吸附效率不足等短板。韩国研究团队利用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术，构建衣壳表面展示人源抗菌肽 LL-37 的重组裂解噬菌体，兼顾噬菌体靶向裂解与抗菌肽膜破坏活性，显著降低耐药突变产生，细胞与昆虫模型证实其抗感染保护效力，相关成果发表于《International Journal of Antimicrobial Agents》。

研究选用野生裂解型沙门氏菌噬菌体 pST_PMR_01（φWT），借助 CRISPR/Cas9同源重组系统，将人源抗菌肽 LL-37 融合表达于噬菌体 Hoc 样衣壳蛋白上，得到工程噬菌体 pST_PMR_LL37（φE）。电镜观察证实，LL-37 修饰不会改变噬菌体颗粒形态；工程噬菌体在 4~50℃、pH 311 条件下稳定性与野生噬菌体基本保持一致，理化稳定性不受改造影响。但改造带来多重性能增益：噬菌体对宿主菌吸附效率提升，一步生长曲线显示潜伏期缩短，噬菌斑体积显著增大。

体外抑菌实验显示，野生噬菌体处理组后期会出现细菌复长，源于噬菌体不敏感突变株（BIMs）产生；而工程噬菌体可实现 24~72 h 持续抑制细菌增殖，即使在低感染复数 MOI=0.001 条件下依旧有效。工程噬菌体使噬菌体耐受突变株出现概率下降约一个数量级。突变株表征发现，耐受噬菌体的沙门氏菌会发生鞭毛缺失，运动能力、细胞侵袭能力显著下降，存在明显的毒力代价。

在 HT-29 人肠上皮细胞模型中，工程噬菌体预处理可显著抑制沙门氏菌对上皮细胞的黏附、入侵，同时降低胞内细菌存活数量，且对宿主细胞无明显细胞毒性。机制上，噬菌体颗粒将 LL-37 富集在细菌表面，实现接触依赖的局部膜扰动效果，优于游离 LL-37 多肽；游离 LL-37 往往需要很高浓度才能起效，生理环境下易失活。

大蜡螟幼虫体内预防感染模型结果表明，工程噬菌体呈现剂量依赖性保护效果。最高剂量 2×10⁸ PFU/mL 条件下，幼虫 120 h 存活率可达 56.7%；而同剂量野生噬菌体组存活率仅 10%，噬菌体本身对幼虫无毒性。

研究分析，工程噬菌体具备双重选择压力：一方面噬菌体识别并侵染宿主，另一方面表面展示的 LL-37 破坏细菌细胞膜，迫使细菌需要同时突破两种胁迫，因此大幅降低耐药突变产生概率。相较于噬菌体鸡尾酒，单株基因工程噬菌体也更利于后续生产、质控与监管评估。

该研究仍存在局限：目前数据均来自体外细胞与大蜡螟无脊椎动物模型，尚未开展哺乳动物体内试验；细菌对 LL-37 的适应性突变、体内免疫原性等问题还需要进一步评估。该工作为后抗生素时代耐药沙门氏菌防控提供工程噬菌体新范式。

原文链接：10.1016/j.ijantimicag.2026.107734