近年来，碳青霉烯耐药高毒力肺炎克雷伯菌（CR-hvKP）感染越来越多，临床治疗极其困难，死亡率高达50%。传统抗生素越来越乏力，而噬菌体——这种专门“吃”细菌的病毒，正成为极具潜力的新武器。

最近，解放军医学院的研究团队从污水中分离出一株全新的裂解性噬菌体，命名为PCCM_KpP1172。它不仅能高效裂解CR-hvKP，还通过了基因组安全检测，并在大蜡螟幼虫模型中展现了出色的治疗效果。下面我们就来看看这株噬菌体到底有多厉害。

研究背景：为什么要找这株噬菌体？

CR-hvKP菌株同时具备高耐药性（碳青霉烯类抗生素无效）和高毒力（易导致严重感染），目前国内流行最广的是ST11-KL64型。针对这种“超级细菌”，传统抗生素几乎束手无策，而噬菌体疗法因其特异性强、不易破坏正常菌群、能自我增殖等优势，被视为下一代抗菌策略的重要方向。

不过，用于临床的噬菌体必须满足三个硬条件：对目标菌有高裂解能力；不含溶原性基因和耐药基因；制剂无菌、低内毒素。

因此，筛选并充分表征一株“合格”的噬菌体，是迈向临床应用的第一步。

核心发现：PCCM_KpP1172 的六大亮点

1、形态：典型的短尾噬菌体

透射电镜下，PCCM_KpP1172 呈二十面体头部（直径约49.64 nm）和不可收缩的短尾（长约14.36 nm），属于有尾噬菌体目、短尾病毒科的典型模样。在宿主菌菌苔上，它能形成完全透明、带晕圈的噬菌斑，晕圈正是荚膜解聚酶活性的直观表现。

A：噬菌体PCCM KpP1172 在肺炎克雷伯菌K11细菌草坪上的斑块

形态；B：噬菌体PCCM KpP1172 在透射电镜下的形态 (60000×)。

图 1噬菌体形态学鉴定

Fig.1 Morphological identification of phage

2. 裂解谱：只认ST11-KL64，高度特异

研究人员用30株临床分离的肺炎克雷伯菌测试，结果只有9株被裂解，而这9株全部是ST11-KL64型。其他类型（如KL47、KL62、KL19）均不敏感。这种高度特异性源于其尾纤维蛋白编码的荚膜解聚酶，正好匹配KL64型荚膜。

3. 稳定性：耐热又耐酸碱

温度：在4℃～50℃范围内活性稳定，60℃以上才明显失活。

pH：在pH 4.0～11.0范围内都能保持裂解能力，极端酸/碱环境下才会失效。这意味着它在人体环境（体温37℃、中性pH）中能稳定工作。

A：噬菌体热稳定性；B：噬菌体在各 pH 下稳定性。

图 2 噬菌体热稳定性及酸碱耐受度

Fig.2 Thermal stability and pH tolerance of phage

4. 生长参数：潜伏期短，爆发量大

最佳感染复数（MOI）仅为 0.0001，极少量噬菌体就能高效感染。

潜伏期 15分钟，爆发期约40分钟，最终裂解量为 34.3 PFU/细胞。

吸附实验显示，15分钟内超过90%的噬菌体已吸附到宿主菌上。

A：噬菌体 PCCM_KpP1172 吸附曲线；B：噬菌体 PCCM_KpP1172 最佳感染复数；C：噬菌体 PCCM_KpP1172 一步生长曲线。

图 3 噬菌体吸附曲线、最佳感染复数与一步生长曲线

Fig.3 Phage adsorption curve, optimum infection number and one-step growth curve

5. 基因组：干净、安全

全基因组长度 39,890 bp，GC含量53%，编码49个开放阅读框（ORF）。

关键结论：

无任何已知的耐药基因，无毒力基因，无溶原性相关基因，含有T7噬菌体特有的Ocr蛋白基因（帮助逃避宿主限制修饰系统）。

基因组序列已提交GenBank，登录号 OR290821。

图 4 噬菌体 PCCM_KpP1172 基因组图谱

Fig.4 Complete genome of bacteriophage PCCM KpP1172

图 5 噬菌体 PCCM_KpP1172 系统发育树

Fig.5 Phylopenetics trees were formed based on complete of the bacteriophage PCCM_KpP1172

6. 分类：一个新种

基于全基因组系统发育分析，PCCM_KpP1172 被归为有尾噬菌体目、Autographiviridae科、Studiervirinae亚科、Przondovirus属的新种，与噬菌体P510亲缘关系最近。

分析逻辑梳理：研究者是怎么一步步证明这株噬菌体有效的？

整个研究遵循了一条清晰的“分离—表征—验证”路径：

第一步：锁定靶标菌

从患者痰液中分离出一株ST11-KL64型CR-hvKP（命名为K11），经全基因组测序确认携带碳青霉烯耐药基因 blaKPC-2 和毒力基因 iucA、iroN、rmpA、rmpA2，拉丝试验阳性。

第二步：从污水中钓出噬菌体

以K11为宿主，从东南大学污水样品中通过富集、双层平板法分离纯化，得到单一噬菌斑，命名PCCM_KpP1172。

第三步：全面生物学表征

电镜看形态；测裂解谱（30株临床菌）；测温度/pH稳定性；做吸附曲线、一步生长曲线、最佳MOI

第四步：基因组安全审查

全基因组测序 + 毒力/耐药基因数据库比对 → 确认安全。

第五步：体内外疗效验证

体外：在LB液体培养基中，MOI=1时，3小时内完全抑制K11生长（OD600不升高），6小时后因出现抗性突变菌而回升。

体内：大蜡螟幼虫感染模型。注射K11后，对照组48小时死亡率100%；而给予噬菌体治疗的三组（MOI=10、1、0.1）死亡率分别降至30%、20%、20%，差异极显著（P<0.01）。

图 6 MOI=1 时噬菌体 PCCM KpP1172 感染肺炎克雷伯菌

K11 的抑菌曲线

Fig.6 Growth curves of K. pneumoniae 11 infected with PCCM

KpP1172 at MOl=1

A：不同 MOI 或 PBS 与噬菌体处理后大蜡螟幼虫存活率；B：噬菌体 PCCM KpP1172 对感染 Klebsiella pneumoniae K11 大蜡螟幼虫的治疗效果。

图 7 噬菌体大蜡螟感染模型治疗效果评估

Fig.7 Evaluation of therapeutic effect of phage G. mellonella infection model

局限与展望

研究也指出，体外抑菌只能维持3小时，之后出现抗性突变菌。这是噬菌体疗法的普遍挑战。未来可通过构建噬菌体“鸡尾酒”、人工改造或联合抗生素等方式克服。

此前已有研究报道噬菌体vB_KpnM_P-KP2治疗KL47型CR-hvKP的小鼠肺炎模型，效果良好。而本研究针对的是我国目前最流行的 ST11-KL64型，填补了针对这一血清型的噬菌体文库空缺，临床转化价值更高。

此外，研究中采用的大蜡螟幼虫模型，因其免疫系统与人类有相似性、成本低、易操作，已被广泛用于噬菌体疗法的初步评价。

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参考文献：

石潆含等. 噬菌体PCCM_KpP1172的鉴定及其对大蜡螟幼虫碳青霉烯耐药高毒力肺炎克雷伯菌感染的疗效评估[J]. 解放军医学院学报，2024，45(2):169-176.

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