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综述:肺炎克雷伯菌噬菌体疗法的研究进展与展望
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月24日 来源:Biotechnology Advances 12.5
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这篇综述系统阐述了噬菌体疗法对抗多重耐药肺炎克雷伯菌(CR-hvKP)的最新进展,重点解析了细菌-噬菌体"军备竞赛"中吸附阻断(adsorption blocking)的核心耐药机制,并提出抗生素-噬菌体联用、混合噬菌体鸡尾酒疗法等突破策略,特别强调人工智能(AI)在噬菌体基因组工程(Evo-2模型)和生命周期预测中的革命性应用,为ESKAPE病原体治疗提供跨学科解决方案。
肺炎克雷伯菌与噬菌体的军备竞赛
作为ESKAPE病原体(Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, K. pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp.)中的"超级细菌(Superbugs)",碳青霉烯耐药高毒力肺炎克雷伯菌(CR-hvKP)已在20余国蔓延。其荚膜既作为毒力因子又充当噬菌体吸附受体,这种双重性导致细菌进化出以吸附阻断为主的防御机制——通过改变脂多糖结构或表达胞外多糖来屏蔽噬菌体识别。
耐药机制的破解之道
临床前研究揭示,单一噬菌体疗法易诱发耐药,而序贯噬菌体疗法(Serial phage therapy)通过交替使用不同噬菌体可降低宿主适应性。更突破性的策略是抗生素-噬菌体联用:头孢他啶能增强噬菌体对生物被膜的渗透,而多粘菌素可协同破坏细菌外膜。2023年Le等人设计的六价噬菌体鸡尾酒,使CR-hvKP耐药率从10-4降至10-8。
AI驱动的噬菌体革命
基于Evo-2等生物基础模型(BFMs),研究者现能对百万级token的噬菌体基因组进行建模。AI不仅预测裂解/溶原周期(通过启动子识别和整合酶分析),还可定向设计受体结合蛋白——将T7噬菌体的尾丝蛋白替换为K1特异性结合域后,宿主范围扩展了47%。
未来挑战与跨学科融合
当前瓶颈在于临床耐药机制数据匮乏(仅2项研究记录细节),而合成生物学与计算微生物学的结合将催生"可编程噬菌体"。正如作者强调,只有整合CRISPR干扰、群体感应抑制等模块,才能实现从被动治疗到主动进化的范式转换,最终攻克抗菌素耐药(AMR)这一世纪难题。
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