肠球菌噬菌体A155的基因组功能解析及其在抗VRE肠道定植中的治疗潜力

本研究针对耐万古霉素肠球菌(VRE)肠道定植引发的系统性感染难题，从污水样本中分离获得新型肠球菌噬菌体A155。通过全基因组测序证实其属于Kochikohdavinus属，功能实验显示其对VR-Efs V583具有广谱裂解活性(裂解率51.7%)，MOI低至0.001时效价达9.2×1010 PFU/mL。小鼠模型证实其可显著降低VRE肠道定植量1.13个数量级，为临床控制VRE感染提供了新型生物治疗策略。

　　

在抗生素滥用导致多重耐药菌肆虐的今天，耐万古霉素肠球菌(VRE)已成为医院感染的主要威胁。这类"超级细菌"特别擅长在患者肠道定植，进而引发败血症、心内膜炎等致命并发症。面对传统抗生素疗效受限的困境，噬菌体疗法因其精准靶向特性重获关注。然而现有肠球菌噬菌体资源匮乏（数据库仅占0.03%），严重制约了临床应用开发。

临沂大学微生物与宿主健康研究所的研究团队从农场污水样本中捕获到一株新型噬菌体A155，通过系统的基因组学和功能研究，证实其对临床分离株VR-Efs V583具有卓越的裂解能力。这项发表于《Virology Journal》的研究，不仅丰富了肠球菌噬菌体的资源库，更揭示了噬菌体调控肠道菌群的新机制。

研究采用Illumina TruSeq Nano DNA LT平台完成全基因组测序，运用GeneMarkS进行基因注释。通过透射电镜（TEM）观察噬菌体形态，建立抗生素预处理的小鼠肠道定植模型评估治疗效果。采用双琼脂平板法测定噬菌体效价，并系统分析温度（20-80℃）和pH（2.0-14.0）稳定性。

噬菌体A155的分离与表征

从临沂明港农场污水样本中分离的噬菌体A155能在12小时内形成清晰噬菌斑（图1A）。电镜显示其具有典型的肌尾噬菌体特征：100.1 nm的二十面体头部和156.9 nm的可收缩尾部（图1B），被归类为Myoviridae科。值得注意的是，其最佳感染复数（MOI）低至0.001时，效价可达9.2×10¹⁰ PFU/mL（表1），爆发量达458 PFU/细胞，潜伏期仅15分钟（图2），这些特性显著优于已报道的PEf771等噬菌体。

宿主谱与环境稳定性

噬菌体A155展现出严格的种属特异性，对58株粪肠球菌的裂解率达51.7%，其中18株呈现中高效感染（EOP>0.1），但对屎肠球菌、金黄色葡萄球菌等病原体完全无效（表2）。稳定性实验揭示其在pH 4.0-9.0和20-50℃范围内保持稳定活性，70℃或pH≤3.0时完全失活（图3）。这种适中的环境适应性为其肠道应用提供了可能。

基因组特征与系统发育

143,202 bp的环状双链DNA基因组（GC含量35.76%）编码216个ORF，其中29.2%获得功能注释（图4）。比较基因组显示其与EFLK1、EF17H等噬菌体的相似度>97%，共属Kochikohdavinus属。关键发现是基因组中未检测到抗生素耐药基因或毒力因子，符合治疗用噬菌体的安全标准。系统发育分析进一步证实其与Ef2.3等噬菌体的近缘关系（图5）。

体外抗菌效果

不同MOI（0.001-10）的抑菌实验显示，噬菌体A155能在11小时内完全抑制VR-Efs V583的生长（图6）。这种快速杀菌能力不随MOI增加而增强，提示其裂解效率已达上限。值得注意的是，细菌在8小时后出现反弹，暗示可能出现噬菌体抗性突变，这为后续鸡尾酒疗法设计提供了依据。

体内治疗效果

通过抗生素预处理建立的小鼠肠道定植模型（图7A）显示，单次灌胃2.4×10⁸ PFU噬菌体可使粪便VRE载量降低1.13 log（图7B）。但第5天后治疗组与对照组差异消失，可能与肠道环境复杂性和噬菌体代谢清除有关。这种暂时性抑制效果与体外实验结果一致，提示需要优化给药方案。

这项研究首次系统报道了噬菌体A155的生物学特性与治疗潜力。其突破性发现在于：①揭示低MOI（0.001）下的高效增殖特性，为规模化生产提供参数；②证实噬菌体抗性株可能出现适应性代价，这与Fujiki等报道的Epa突变致定植能力下降现象相符；③建立抗生素-VRE-噬菌体三联动物模型，模拟临床实际情境。尽管完全清除VRE的目标尚未实现，但研究为后续开发噬菌体鸡尾酒疗法奠定了坚实基础。特别是在当前全球仅212株肠球菌噬菌体被鉴定的背景下，A155的发现显著丰富了治疗资源库。未来研究应聚焦于：①解析宿主表面受体特异性；②开发针对不同表位的联合疗法；③优化肠道递送系统以延长作用时间。这些进展将推动噬菌体疗法从实验室走向临床，为抗击多重耐药菌感染提供新武器。