nature communications｜噬菌体定向进化拓展其对抗多重耐药肺炎克雷伯菌的宿主谱

抗生素耐药性危机日益严峻，以ESKAPEE病原体（包括屎肠球菌Enterococcus faecium、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、肺炎克雷伯菌Klebsiella pneumoniae、鲍曼不动杆菌Acinetobacter baumannii、铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa、肠杆菌属Enterobacter spp.与大肠杆菌Escherichia coli）为代表的、常在医院内感染的微生物尤为突出。这些病原体常携带质粒，可对绝大多数β-内酰胺类抗生素耐药。近日，美国加州大学David T. Pride团队在nature communications上发表了题目为Experimental phage evolution results in expanded host ranges against antibiotic resistant Klebsiella pneumoniae isolates的研究成果。研究团队致力于开发噬菌体疗法——通过改造能特异性攻击并杀灭目标细菌的病毒，并重点研究了耐药性最强的病原体之一——肺炎克雷伯菌。在筛选获得针对特定临床分离株的裂解性噬菌体基础上，通过为期30天的实验进化，研究团队成功将其宿主范围大幅扩展，使其能够有效杀灭包括多重耐药（MDR）和广泛耐药（XDR）菌株在内的多种临床肺炎克雷伯菌分离株。值得注意的是，这些噬菌体在固体和液体培养基中均能长期抑制临床菌株生长。研究表明，通过实验进化扩展噬菌体宿主范围的技术策略，有望应用于其他耐药微生物的防控，为遏制抗生素耐药趋势和拓展临床治疗途径提供更多选择。

图1 克雷伯菌（Klebsiella）噬菌体的透射电镜（TEM）形态学表征

图2 实验方案与流程概览

图3 针对59株临床肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）菌株的噬菌体的宿主范围与总裂解率

图4 感染复数（MOI=1）条件下，宿主与经训练/未训练噬菌体共培养的生长动态

图5 超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）菌株与高度分化训练噬菌体的共培养的生长动态

图6 经适应性进化的噬菌体中高频变异基因簇的鉴定

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-66062-7。