《Microbial Pathogenesis》：Isolation, characterization, and therapeutic potential of a novel phage vB_KpiP_JZBo1 infecting
Klebsiella pneumoniae
编辑推荐：
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噬菌体vB_KpiP_JZBo1表现出良好的生物学特性。
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噬菌体vB_KpiP_JZBo1可能属于一个新型噬菌体属。
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噬菌体vB_KpiP_JZBo1能在LB培养基中有效消除肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）。
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噬菌体vB
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噬菌体vB_KpiP_JZBo1表现出良好的生物学特性。
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噬菌体vB_KpiP_JZBo1可能属于一个新型噬菌体属。
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噬菌体vB_KpiP_JZBo1能在LB培养基中有效消除肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）。
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噬菌体vB_KpiP_JZBo1在G. mellonella模型中具有治疗效果。
引言
肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）是一种广泛存在于环境中的革兰氏阴性机会性病原体。它可以在健康个体的胃肠道、呼吸道和皮肤上定植，并可能引发威胁生命的感染，如肺炎、尿路感染、血流感染和败血症，这些感染既包括医院内获得也包括社区获得 [1]、[2]、[3]。肺炎克雷伯菌株被分为经典型和高致病性型 [4]。经典型肺炎克雷伯菌（cKp）容易积累突变并获取遗传元素，这促进了多重耐药（MDR）克隆的出现 [5]。相比之下，高致病性肺炎克雷伯菌（hvKp）的致病性更强，可引起严重的社区和医院内感染，对免疫功能低下的宿主和健康个体都具有高致病性和死亡风险 [6]、[7]、[8]、[9]。到目前为止，已在肺炎克雷伯菌中鉴定出超过100个抗生素耐药基因。这些基因编码的蛋白质使细菌对多种抗生素产生耐药性，包括β-内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类和多粘菌素类。由于其抗生素耐药性（AMR）和高致病性，MDR表型对人类和动物健康以及生态系统构成了重大威胁 [5]。此外，在生肉、新鲜蔬菜、果汁和即食食品等多种食品中也都检测到了肺炎克雷伯菌 [10]、[11]、[12]、[13]、[14]。这些双重特性引发了严重的公共卫生问题，并加速了肺炎克雷伯菌在人群中的传播。世界卫生组织（WHO）在2017年和2024年发布的报告指出，肺炎克雷伯菌对常用的第三代头孢菌素和最后手段的碳青霉烯类抗生素具有高度耐药性，已被列为优先关注的关键病原体 [15]、[16]。目前，肺炎克雷伯菌菌株在社区获得性和医院内感染中都很普遍，推动了全球耐药病原体的增加，强调了迫切需要替代治疗策略的必要性。
噬菌体是自然界中普遍存在的细菌病毒。由于它们具有自我复制能力、强烈的杀菌活性、高宿主特异性和较短的复制周期，噬菌体被认为是治疗多重耐药细菌感染的一种有前景的抗生素替代品 [17]。作为一种新兴的治疗策略，噬菌体疗法通常不受细菌抗生素耐药机制的影响，并且与抗生素疗法相比具有更好的安全性。噬菌体在食品安全、畜牧业和家禽养殖以及人类临床治疗中找到了越来越多的应用。近年来，美国食品药品监督管理局（FDA）已经批准了商业化的噬菌体制剂，包括EcoShield?、Listex P-100?和ListShield? [18]、[19]。这些产品被授权用于控制食品加工过程中由常见食源性病原体引起的污染。此外，具有水解酶活性的噬菌体相关蛋白可以降解细菌的碳水化合物屏障，包括荚膜多糖（CPS）、脂多糖和构成生物膜基质的外多糖 [20]。尽管噬菌体具有强大的杀菌活性，但其狭窄的宿主特异性和噬菌体耐药菌株的出现限制了其广泛的临床应用。因此，分离丰富的噬菌体菌株、建立噬菌体文库并配制噬菌体混合物对于预防和治疗肺炎克雷伯菌感染至关重要。
在这项研究中，使用肺炎克雷伯菌作为宿主细菌，并分离出一种新型噬菌体。对其生物学特性进行了表征，包括形态、一步生长曲线和宿主范围。此外，还进行了全基因组测序和分析，以探讨其遗传和进化关系。该噬菌体的杀菌和抑菌效果也在体外和体内进行了评估。这项研究为肺炎克雷伯菌感染的预防、控制和临床治疗提供了理论基础。
章节摘要
细菌菌株和培养条件
在这项研究中，使用了五种细菌菌株，分别是大肠杆菌（Escherichia coli）、沙门氏菌属（Salmonella spp.）、奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）、粪肠球菌（Enterococcus faecalis）和肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）（表1）。所有菌株都在刘里亚-贝尔塔尼（LB）培养基（Hope Bio-Technology Co., Ltd.，青岛，中国）中于37°C培养12小时。细菌分离株来自中国河南农业大学的动物生物化学与营养重点实验室。
噬菌体的分离和纯化
使用肺炎克雷伯菌32b菌株作为宿主来分离噬菌体...
噬菌体的分离和形态观察
以肺炎克雷伯菌32b作为宿主细菌，从牛粪便中分离出一种噬菌体，并将其命名为vB_KpiP_JZBo1。该噬菌体通过双层琼脂法多次纯化，形成了直径约为2毫米、边缘整齐、透明且形态清晰的菌斑（图1A）。透射电子显微镜显示，该噬菌体具有直径约70纳米的规则二十面体头部和相对较短的尾部（图1）...
讨论
肺炎克雷伯菌是一种重要的机会性病原体。它不仅感染人类并引发临床疾病，还会影响牲畜和家禽，导致全球范围内的重大经济损失。近年来，抗生素的广泛和长期滥用导致了耐药菌株的持续出现。结合新型抗菌剂开发的缓慢，这种情况对全球公共卫生构成了严重威胁...
结论
在这项研究中，使用肺炎克雷伯菌32b作为宿主细菌来分离和纯化噬菌体vB_KpiP_JZBo1。该噬菌体的潜伏期为10分钟，裂解产量为878 PFU/细胞，并且对不同的pH值和温度具有稳定的耐受性。全基因组特征分析和系统发育分析确认vB_KpiP_JZBo1属于Schitoviridae科的Kaypoctavirus属。没有tRNA基因、毒力因子基因或抗生素耐药性...
CRediT作者贡献声明
戴鹏：撰写初稿、资料收集、实验调查、正式分析。曹睿：撰写初稿、实验调查、正式分析、数据管理。孙向顺：撰写初稿、实验调查、正式分析、数据管理。贾朝香：实验调查、数据管理。黄琳琳：方法学研究、数据管理。姚新燕：方法学研究、数据管理。韩英倩：数据可视化、正式分析。刘阳：数据可视化、正式分析。杨彦斌：软件开发、方法学研究。
手稿制作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备这项工作时，作者使用了DeepSeek V3和ChatGPT进行语言润色和精炼。ChatGPT还帮助进行了概念组织、布局规划以及图形摘要和示意图的初步可视化安排。最终的图形摘要和示意图由作者使用绘图软件手动重新绘制、编辑和完成，没有直接使用AI生成的图像作为提交的图表。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了河南省科技研发计划联合基金（252301420069）和河南省科技研究项目（262102110037）的支持。
戴鹏 | 曹睿 | 孙向顺 | 贾朝香 | 黄琳琳 | 姚新燕 | 韩英倩 | 刘阳 | 杨彦斌 | 杨国宇 | 王月英 | 李和平
