9月18日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院定量合成生物學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、合成生物學(xué)研究所合成微生物組學(xué)研究中心馬迎飛團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合南方科技大學(xué)醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科潘勇軍團(tuán)隊(duì)、深圳大學(xué)總醫(yī)院呼吸科柏長(zhǎng)青團(tuán)隊(duì)以及深圳市人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科劉雪燕團(tuán)隊(duì)，在《柳葉刀》旗下轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重要期刊eBioMedicine（醫(yī)學(xué)1區(qū)，IF=10.8）上發(fā)表了一項(xiàng)題為“Efficacy of Precisely Tailored Phage Cocktails Targeting Carbapenem-Resistant Acinetobacter baumannii Reveals Evolutionary Trade-offs: a proof-of-concept study”的研究論文。
傳統(tǒng)噬菌體療法面臨兩大關(guān)鍵挑戰(zhàn)：其一，致病菌株具有高度多樣性，需采用個(gè)性化策略——即從患者體內(nèi)分離并鑒定耐藥菌株，進(jìn)而篩選相匹配的敏感噬菌體以制備個(gè)體化制劑；其二，治療過(guò)程中細(xì)菌易發(fā)生快速變異，產(chǎn)生噬菌體抗性，導(dǎo)致初始治療方案失效，需重新篩選有效噬菌體。整個(gè)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，難以滿(mǎn)足臨床高效診療的迫切需求。
針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)臨床中最流行的鮑曼不動(dòng)桿菌菌株屬于莢膜類(lèi)型2（KL2）?；谶@一流行特征，他們利用迭代噬菌體適應(yīng)性篩選策略（iterative Phage Adaptive Selection,iPAS），成功構(gòu)建了一種固定配方噬菌體雞尾酒制劑——ABCK2，可有效應(yīng)對(duì)KL2型菌株及其可能產(chǎn)生的抗性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，89.1%的KL2型菌株對(duì)ABCK2敏感，而其余10.9%產(chǎn)生抗性的菌株則表現(xiàn)出細(xì)胞毒性顯著減弱和抗生素敏感性增強(qiáng)的進(jìn)化權(quán)衡現(xiàn)象。
在后續(xù)臨床應(yīng)用中，研究團(tuán)隊(duì)使用ABCK2成功清除了兩例患者肺部感染的KL2型鮑曼不動(dòng)桿菌，展現(xiàn)出良好的治療效果。該研究不僅驗(yàn)證了基于流行菌株分型精準(zhǔn)設(shè)計(jì)固定配方噬菌體雞尾酒的可行性與有效性，也為理解噬菌體-宿主共進(jìn)化關(guān)系提供了關(guān)鍵證據(jù)。成功的臨床案例突顯了ABCK2在治療多重耐藥菌感染中的應(yīng)用潛力，為推進(jìn)下一代噬菌體療法的臨床轉(zhuǎn)化奠定了重要基礎(chǔ)。
一、耐碳青霉烯類(lèi)鮑曼不動(dòng)桿菌的全球威脅與噬菌體治療新契機(jī)
在中國(guó)，耐碳青霉烯類(lèi)鮑曼不動(dòng)桿菌（carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii，CRAB）的檢出率高達(dá)60%-70%，其感染所致的臨床后果極為嚴(yán)重。研究顯示，CRAB血流感染病死率超過(guò)60%。由于CRAB具有高致死率與快速傳播的特點(diǎn)，它已被世界衛(wèi)生組織（WHO）列為“最緊迫威脅”級(jí)別的耐藥病原體，對(duì)全球公共衛(wèi)生構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在此背景下，能夠特異性感染并裂解細(xì)菌的噬菌體療法，近年來(lái)被視為對(duì)抗耐藥菌的新希望。
二、KL2型CRAB在廣東及全國(guó)的流行
研究團(tuán)隊(duì)從深圳、廣州及中山等地的多家醫(yī)院共采集138株臨床分離CRAB，其中莢膜2型（KL2）菌株占比最高，為33.3%。同時(shí)，結(jié)合兩項(xiàng)全國(guó)流行病學(xué)研究的896株菌株基因組分析發(fā)現(xiàn)，KL2型在全國(guó)范圍內(nèi)的占比仍高達(dá)17.7%（圖1）。這提示KL2型CRAB不僅在廣東高發(fā)，且已在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛流行。
三、噬菌體雞尾酒ABCK2的研發(fā)突破
盡管噬菌體能夠裂解細(xì)菌，但細(xì)菌同樣會(huì)進(jìn)化出對(duì)噬菌體的耐藥性。例如，KL2型CRAB菌株NAB01B在暴露于噬菌體組合ABCK1后，僅8小時(shí)內(nèi)便出現(xiàn)抗性。為應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)采用迭代適應(yīng)性篩選（iterative Phage Adaptive Selection,iPAS）策略，使用耐藥菌株分離并篩選出殺傷力更強(qiáng)的噬菌體，構(gòu)建了新的噬菌體雞尾酒組合ABCK2。在體外實(shí)驗(yàn)中，ABCK2能在25小時(shí)內(nèi)完全抑制NAB01B的生長(zhǎng)，且未檢測(cè)到噬菌體抗性（圖2）。
四、噬菌體抗性株特征分析與ABCK2的廣譜抑制性
在ABCK2研發(fā)過(guò)程中所分離的實(shí)驗(yàn)室抗性株表現(xiàn)出高度一致的特性：對(duì)部分抗生素重新敏感以及毒力減弱等（圖3）。這些變異主要集中在細(xì)菌莢膜合成基因座（KL）與脂寡糖合成基因座（OCL）（圖4），表明獲得噬菌體抗性會(huì)伴隨顯著的“適應(yīng)性代價(jià)”。在46株臨床KL2型CRAB中，有89.1%對(duì)ABCK2高度敏感；其余菌株雖不敏感，但伴隨毒力減弱（圖5），進(jìn)一步凸顯了ABCK2在臨床應(yīng)用中的潛在價(jià)值。
五、快速分型與兩例成功救治案例
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)特征基因pgt1與gtr3可快速鑒定KL2型CRAB?；颊咄ㄟ^(guò)此快速分型確診后，經(jīng)南方科技大學(xué)醫(yī)院倫理委員會(huì)審批及家屬知情同意簽字，立即接受ABCK2霧化吸入（圖6）?；颊呓邮蹵BCK2治療后24小時(shí)后痰培養(yǎng)陰性，隨訪(fǎng)4個(gè)月無(wú)復(fù)發(fā)，療效顯著。
六、前景展望：精準(zhǔn)噬菌體策略的臨床化與規(guī)?；?/span>
ABCK2的研發(fā)與應(yīng)用，驗(yàn)證了基于流行株型精準(zhǔn)定制噬菌體雞尾酒策略的可行性，并為噬菌體與細(xì)菌的共同進(jìn)化研究提供了實(shí)證。從臨床救治到大樣本體外抑菌實(shí)驗(yàn)，ABCK2對(duì)KL2型CRAB均表現(xiàn)出廣譜且持久的抑制效果，且抗性株毒力明顯減弱。未來(lái)，ABCK2有望作為一種固定配方的臨床儲(chǔ)備制劑，結(jié)合快速分子檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)“快速診斷—精準(zhǔn)用藥”的閉環(huán)治療模式。該模式既可提升耐藥感染治愈率，又為噬菌體療法的規(guī)范化、規(guī)模化奠定基礎(chǔ)，為應(yīng)對(duì)全球抗生素耐藥危機(jī)具有重要意義。
中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院定量合成生物學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、合成生物學(xué)研究所合成微生物組學(xué)研究中心馬迎飛研究員、譚新副研究員和南方科技大學(xué)醫(yī)院潘勇軍主任醫(yī)師為文章的通訊作者。中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院與澳門(mén)科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生劉自強(qiáng)和中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院譚新副研究員為文章的共同第一作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、深圳市醫(yī)學(xué)研究專(zhuān)項(xiàng)資金、深圳市科技計(jì)劃以及深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院等項(xiàng)目的支持。
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原文鏈接：https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(25)00386-X/fulltext
圖1：廣東地區(qū)、全國(guó)范圍內(nèi)鮑曼不動(dòng)桿菌莢膜譜系
圖2：噬菌體迭代適應(yīng)性篩選策略
圖3：噬菌體抗性株對(duì)抗生素再敏感、毒力下降
圖4：噬菌體抗性株的基因突變位點(diǎn)
圖5：KL2型臨床CRAB分離株對(duì)ABCK2的敏感性及抗性菌生物膜形成能力、對(duì)免疫系統(tǒng)抵抗力下降
圖6：KL2型CRAB的快速鑒定及臨床應(yīng)用
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