综述：噬菌体疗法治疗难治性肺部感染的创新方法

《Virus Research》：Phage therapy: innovative approaches for refractory pulmonary infections

本综述系统阐述了噬菌体疗法（Phage Therapy）作为应对抗生素耐药性挑战的创新策略，重点聚焦于其在难治性肺部感染治疗中的应用。文章深入探讨了噬菌体-抗生素协同作用（PAS）、噬菌体衍生酶（如VAPGH、depolymerases）、噬菌体基因组工程（如CRISPR-Cas技术）及噬菌体疫苗等前沿方向，总结了其在动物模型和临床同情用药中的有效性与安全性，为未来临床转化提供了重要见解。

　　

噬菌体疗法：对抗耐药肺部感染的新策略

在抗生素耐药性成为全球公共卫生重大威胁的今天，寻找替代疗法迫在眉睫。噬菌体（Bacteriophages），这些自然界中专门寄生并裂解细菌的病毒，正以其独特的优势重返抗菌舞台的中心。尤其对于难治性肺部感染，噬菌体疗法展现出巨大的潜力。

1. 引言

下呼吸道感染是全球第四大死亡原因，而抗生素耐药加剧了这一危机。2019年，耐药菌直接导致127万人死亡，其中肺炎等下呼吸道感染是主要死因。噬菌体是地球上最丰富的生物实体，根据裂解能力可分为烈性（lytic）噬菌体和温和（temperate）噬菌体。烈性噬菌体能在宿主菌内复制并最终裂解细菌，因此是治疗应用的首选。噬菌体具有宿主特异性、自我增殖、安全性高且与抗生素无交叉耐药等优点。新兴的噬菌体疗法已超越单纯使用噬菌体，扩展到与抗生素联用、利用其衍生酶、进行基因工程改造以及开发疫苗等多个维度。

2. 与抗生素的联合疗法

噬菌体-抗生素协同（Phage-Antibiotic Synergy, PAS）现象为治疗提供了新思路。研究表明，亚致死浓度的抗生素能显著促进噬菌体的复制。这种联合疗法在破坏生物膜（biofilm）方面尤其有效，而生物膜往往是抗生素治疗的障碍。例如，在铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）肺部感染模型中，噬菌体PEV20与环丙沙星（ciprofloxacin）联合气溶胶给药，能使小鼠肺部细菌载量显著降低5.9 log₁₀。另一项研究显示，噬菌体与美罗培南（meropenem）联用，在免疫缺陷小鼠肺炎模型中的存活率接近100%。在临床同情用药中，多数患者在接受噬菌体治疗的同时继续使用抗生素，虽未完全根除病原体，但症状得到显著改善，且未观察到噬菌体相关的副作用。然而，噬菌体与抗生素之间也可能存在拮抗作用，其机制尚不完全清楚，因此联合应用需基于精准的实验诊断。

3. 噬菌体衍生酶

噬菌体衍生酶，如病毒相关肽聚糖水解酶（Virion-Associated Peptidoglycan Hydrolase, VAPGH）和多糖解聚酶（depolymerases），提供了另一种精准打击策略。这些酶不像完整噬菌体那样裂解细菌释放内毒素，可能更具安全性。例如，源自噬菌体内溶素（endolysin）的SAL200，在金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）肺炎小鼠模型中，能提高存活率、降低肺部和血液细菌载量。针对肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）的内溶素Cpl-1和ClyJ-3也显示出良好的抗菌活性。噬菌体编码的解聚酶能降解细菌荚膜多糖（CPS）、脂多糖（LPS）或生物膜的胞外基质，破坏其保护层，使细菌暴露于抗生素和宿主免疫系统。例如，解聚酶Dpo71能使多重耐药（MDR）鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）对粘菌素（colistin）和宿主免疫攻击更敏感；Depo32能特异性降解K2型肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）的荚膜多糖，与庆大霉素（gentamicin）联用可清除肺部细菌并改善组织病理。然而，酶制剂的纯化制备成本高、技术复杂，且其非特异性酶活性存在潜在风险，目前限制了其临床转化。

4. 噬菌体基因组工程

天然噬菌体可能存在宿主范围窄、携带毒力或耐药基因等问题。基因工程技术能够改造噬菌体，使其更安全、更有效。同源重组（Homologous Recombination, HR）是传统方法，例如通过将噬菌体IP008的长尾纤维基因引入T2噬菌体，成功拓宽了其宿主范围。CRISPR-Cas系统则能通过靶向切割野生型噬菌体基因组，富集突变后代，大大提高了编辑效率。研究人员利用CRISPR-Cas13a系统成功编辑了巨大噬菌体ΦKZ和OMKO1等。更有研究将抗CRISPR（anti-CRISPR, Acr）基因导入噬菌体，构建了工程化抗CRISPR噬菌体（EATPs），在小鼠呼吸道感染模型中有效抑制了临床分离的MDR铜绿假单胞菌菌株。此外，基因组精简（genome reduction）策略通过迭代删除非必需区域，获得更小、更安全的噬菌体底盘（phage chassis），为整合治疗性载荷提供了空间。首例使用基因工程噬菌体（Muddy, BPsΔHTH, ZoeJΔrep）治疗弥漫性脓肿分枝杆菌（Mycobacterium abscessus）感染的病例报告表明，经过长期静脉给药，患者肺部功能改善，且未发现工程噬菌体对人类的危害。

5. 噬菌体疫苗

病毒性呼吸道感染常继发细菌性肺炎，开发有效疫苗至关重要。噬菌体展示（phage display）技术可将免疫原性肽或蛋白呈现在噬菌体表面，有效刺激体液和细胞免疫。以SARS-CoV-2为例，研究人员将病毒核衣壳蛋白（NP）、表位和刺突蛋白（spike）三聚体整合到T4噬菌体衣壳中，构建了疫苗平台。小鼠模型显示，无需佐剂，T4纳米颗粒即可诱导高抗体滴度和强免疫原性。鼻内接种比注射能引发更强的黏膜免疫反应（如sIgA）。此外，利用噬菌体来源的K1和K2荚膜多糖解聚酶制备的荚膜多糖结合疫苗（CPS-conjugate vaccines），在小鼠中能有效预防肺炎克雷伯菌感染。尽管针对肺部感染的噬菌体疫苗临床研究尚少，但其前景广阔。

6. 肺部感染的噬菌体给药途径

噬菌体治疗肺部感染的给药方式多样。全身给药（如静脉注射）能快速将噬菌体输送至血液，但局部给药（如吸入/雾化）能使噬菌体直接到达感染部位。动物模型中常采用鼻内给药，以确保肺部达到高浓度。临床案例中也使用了静脉和吸入途径。然而，囊性纤维化患者粘稠的痰液可能影响噬菌体的扩散，这是局部给药需要考虑的挑战。

7. 当前挑战与展望

噬菌体疗法仍面临诸多挑战：选择合适的噬菌体需考虑特异性、有效性及避免免疫不良反应；细菌可能对噬菌体产生耐药；噬菌体的药代动力学/药效学（PK/PD）特性复杂，且受宿主免疫状态影响；缺乏标准化的大规模临床试验证据。目前，噬菌体疗法多用于抗生素治疗失败后的耐药感染。在美国ClinicalTrials.gov上注册的多项针对肺部感染（尤其是铜绿假单胞菌）的临床试验正在进行或已完成，其结果将为未来治疗方案的优化提供关键数据。

8. 结论

噬菌体疗法通过协同抗生素、应用衍生酶、基因工程改造和疫苗开发等策略，为管理耐药肺部感染提供了创新途径。尽管来自动物模型和个案报告的数据令人鼓舞，但关于其在人体中的应用仍有许多基本问题有待解答。未来需要建立全球性噬菌体库，加强临床前研究以阐明其与抗生素和免疫系统的相互作用，并完善制备、审批和监管流程以确保安全。尽管挑战重重，噬菌体疗法在肺部感染治疗领域潜力巨大。