抗碳青霉烯类耐药阴沟肠杆菌复合体噬菌体的分离鉴定与治疗潜力分析

《Scientific Reports》：Isolation and characterization of bacteriophages for carbapenem resistant Enterobacter cloacae complex strains

为应对碳青霉烯耐药阴沟肠杆菌复合体（ECC）引发的院内感染难题，本研究从东京污水中分离出三株烈性噬菌体（vB_ECC_CW742、vB_ECC_MY742、vB_ECC_YI837），其基因组无毒性、耐药性及溶原性基因，联合宿主覆盖率达82%（108/131），爆发量最高达69 PFU/细胞，为开发针对日本流行ST型的噬菌体鸡尾酒疗法奠定基础。

　　

在抗生素耐药性危机日益严峻的今天，碳青霉烯类抗生素作为治疗革兰阴性菌感染的“最后防线”也频频失守。其中，阴沟肠杆菌复合体（Enterobacter cloacae complex, ECC）作为医院内感染的重要病原体，常引发败血症、尿路感染和肺炎，尤其对重症监护室患者构成致命威胁。随着碳青霉烯耐药ECC菌株的扩散，传统抗生素治疗手段逐渐失效，研发新型抗菌策略迫在眉睫。

噬菌体疗法（phage therapy）因其精准靶向病原体且不破坏人体正常菌群的特性，近年来重获关注。然而，噬菌体的高度特异性要求其必须与目标菌株匹配才能起效，且临床菌株的遗传多样性进一步增加了噬菌体筛选的难度。为此，日本国立传染病研究所与早稻田大学联合团队在《Scientific Reports》发表研究，系统分离并表征了三株针对碳青霉烯耐药ECC的噬菌体，为开发适用于日本流行菌株的噬菌体疗法提供了关键资源。

研究团队从日本全国医院收集了131株碳青霉烯耐药ECC临床分离株，通过多位点序列分型（MLST）构建最小生成树，筛选代表性菌株用于噬菌体分离。从东京污水样本中初步获得96株噬菌体，最终基于宿主范围（host range）和裂解活性筛选出三株核心噬菌体：Φ742_1、Φ742_2和Φ837（后续命名为vB_ECC_CW742、vB_ECC_MY742和vB_ECC_YI837）。通过基因组测序、透射电镜（TEM）形态观察、一步生长曲线（one-step growth curve）分析等关键技术，全面评估其治疗潜力。

宿主范围

三株噬菌体通过点斑法（spot assay）测试对131株ECC的感染能力。结果显示，vB_ECC_MY742覆盖64%（84/131）菌株，vB_ECC_CW742覆盖59%（77/131），vB_ECC_YI837覆盖47%（61/131）。三者联合覆盖率达82%，但日本高流行序列型ST78和ST484菌株表现出显著耐药性。进一步分离的Φ78_1可覆盖51%菌株，而Φ484_1仅靶向ST484菌株，提示需针对特定流行型开发专用噬菌体。

基因组分析

基因组比对显示，vB_ECC_CW742为新型噬菌体（ANI 92.65%），vB_ECC_MY742和vB_ECC_YI837分别为已知噬菌体Entb_45和vB_CsaM_leN的相近株系（ANI>95%）。三者均属肌尾病毒科（Straboviridae），未携带毒素、耐药基因或溶原相关基因。vB_ECC_CW742携带19个tRNA及ADP-核糖基转移酶（ART），可能增强其宿主适应性；vB_ECC_MY742富含辅助代谢基因，与其广谱裂解活性相关。

噬菌体形态

电镜图像证实三者均为肌尾病毒，具收缩性尾鞘结构。vB_ECC_CW742头部尺寸103×81 nm，尾长104 nm；vB_ECC_MY742头部123×91 nm，尾长110 nm；vB_ECC_YI837头部119×86 nm，尾长113 nm，形态特征符合典型烈性噬菌体分类。

一步生长曲线

潜伏期均为15分钟，但爆发量差异显著：vB_ECC_YI837高达69 PFU/细胞，而vB_ECC_CW742和vB_ECC_MY742分别为19和14 PFU/细胞。低感染复数（MOI=0.1）下三者均可有效抑制宿主生长，但6小时后均出现耐药突变菌落，提示需鸡尾酒疗法延缓耐药性产生。

结论与展望

本研究成功分离出三株安全、高效且宿主范围覆盖日本主流碳青霉烯耐药ECC菌株的噬菌体。其基因组清洁性、强裂解活性及互补的宿主靶向性，为构建噬菌体鸡尾酒疗法奠定基础。后续需明确各噬菌体受体特异性，避免交叉耐药；通过噬菌体训练（phage training）提升低爆发量噬菌体的增殖效率；并重点攻克ST78/ST484等高耐药型的感染机制。该工作为应对碳青霉烯耐药ECC的临床威胁提供了精准生物疗法新策略。