靶向碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌的新型噬菌体属通过非荚膜受体发挥体内保护作用

《iScience》：A bacteriophage genus infects carbapenem resistant Acinetobacter baumannii via a non-capsular receptor and provides protection in vivo

本研究针对日益严重的广泛耐药(XDR)和碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)感染问题，分离鉴定了一个新型噬菌体属Canalvirus。研究人员发现这些噬菌体通过非荚膜受体感染，对40株临床分离株中的45%有效（包括41%的CRAB菌株），且在大鼠皮下脓肿模型中呈现剂量依赖性疗效。特别值得注意的是，噬菌体耐药菌株在人类腹水中表现出适应性代价，为噬菌体-抗生素联合疗法提供了新思路。该研究为开发针对多重耐药革兰阴性菌的替代疗法奠定了重要基础。

　　

在抗生素耐药性危机日益严重的今天，碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)已成为全球公共卫生的重大威胁。这种"超级细菌"不仅对大多数抗生素表现出耐药性，更令人担忧的是，其感染导致的死亡率显著高于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等其他常见病原体。随着传统抗生素研发管线的枯竭，科学家们不得不将目光重新投向一个世纪前曾备受关注的抗菌策略——噬菌体疗法。

噬菌体是能够特异性感染和裂解细菌的病毒，它们如同精准制导的"细菌杀手"，在抗生素问世之前就已被用于治疗细菌感染。然而，当前针对鲍曼不动杆菌的噬菌体疗法面临三大挑战：宿主范围狭窄、细菌易产生耐药性以及体内药代动力学特性不明确。更棘手的是，目前已发现的鲍曼不动杆菌噬菌体大多以细菌荚膜多糖为受体，而鲍曼不动杆菌拥有超过100种荚膜类型，这种多样性极大限制了单一噬菌体的临床应用价值。

在这项发表于《iScience》的研究中，Kenney博士及其团队从污水处理厂分离出六种新型噬菌体，它们代表了一个此前未知的噬菌体属。与常规认知不同的是，这些噬菌体不依赖荚膜作为主要感染受体，这一独特特性可能为克服现有噬菌体疗法的局限性提供新思路。

研究人员运用了多项关键技术方法：通过污水样本分离和纯化噬菌体；利用透射电子显微镜(TEM)观察噬菌体形态特征；采用全基因组测序和生物信息学工具进行基因组注释和比较分析；通过体外抗菌活性测定评估宿主范围；建立大鼠皮下脓肿模型进行体内疗效评价；使用临床菌株库（包括27株CRAB分离株）进行敏感性测试。

噬菌体形态与基因组特征

透射电子显微镜显示六种噬菌体(AB1I1L、AB1I1M、AB1I1P、AB1I1T、AB2I2和AB2I3)均呈现典型的肌尾病毒科(Myoviridae)形态，具有二十面体衣壳和可收缩的尾部结构。噬菌体总长度为224-250纳米，衣壳尺寸为110-123×72-83纳米。基因组分析表明它们具有高度同源性，与公共数据库中已知的鲍曼不动杆菌噬菌体最高平均核苷酸同一性仅为52.5%，远低于国际病毒分类委员会(ICTV)设定的属水平70%的阈值，因此被认定为一个新属，研究者建议命名为"Canalvirus"。

非荚膜受体的独特感染机制

与传统认知截然不同，研究人员通过构建荚膜缺陷突变体进行了一系列验证实验。发现缺失wzc基因（荚膜合成关键基因）的突变株对噬菌体的敏感性反而增强，表明荚膜非但不是感染受体，反而成为噬菌体作用的物理屏障。这一发现在鲍曼不动杆菌噬菌体研究中极为罕见，为理解宿主-噬菌体相互作用提供了新视角。

广泛的宿主范围与临床适用性

宿主范围评估显示，这些噬菌体对40株临床分离株中的18株(45%)具有抑制作用，包括27株CRAB中的11株(41%)。尤其值得注意的是，噬菌体活性跨越了KL1、KL2、KL5、KL9、KL32、KL49和KL200等多种荚膜类型，进一步证实了其不依赖荚膜受体的广谱特性。

噬菌体耐药性的适应性代价

研究人员发现，体外诱导产生的噬菌体耐受/耐药菌株在人类腹水中生存能力显著下降，5/6的耐药菌池在3小时后无法回收活菌落。这一发现具有重要临床意义，表明细菌获得噬菌体抗性的同时可能伴随适应度代价，降低了其在真实感染环境中的生存优势。

大鼠模型中的剂量依赖性疗效

皮下脓肿模型评估显示，腹腔注射给药组效果有限，而脓肿内直接注射噬菌体AB2I2则呈现明显剂量依赖性疗效。值得注意的是，体内有效浓度需比体外实验高出5-50倍，提示宿主因素可能影响噬菌体活性。最高剂量组(10¹⁰ PFU)可持续抑制细菌生长达7天，证明了其治疗潜力。

讨论部分指出，这项研究的创新性在于发现了一个具有独特感染机制的新型噬菌体属。与传统荚膜靶向噬菌体相比，Canalvirus属噬菌体的非荚膜依赖性可能带来更广泛的宿主范围，且耐药菌株表现出的适应性代价为临床联合疗法提供了理论依据。然而，研究者也承认动物模型的小样本规模和脓肿模型的局限性，建议未来开展更大规模的系统性疾病模型研究。

该研究的现实意义在于为多重耐药鲍曼不动杆菌感染提供了新的治疗选择。随着CRAB感染率的持续上升，这种基于非荚膜受体的噬菌体疗法可能成为抗生素的重要补充或替代方案。尤其值得关注的是，噬菌体耐药菌株在人类腹水中的生存缺陷提示，即使治疗过程中出现耐药性，也可能不会导致临床治疗失败，这为长期噬菌体疗法提供了乐观前景。

综上所述，Kenney等人发现的Canalvirus噬菌体属不仅丰富了我们对噬菌体-宿主相互作用的理解，更为解决抗生素耐药性危机提供了有前景的新策略。随着进一步的研究和临床开发，这些噬菌体有望成为对抗超级细菌的重要武器。