靶向裂解与协同增效:新型噬菌体vB_AbaP_CV1联合多粘菌素B治疗耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌血流感染的探索

时间:2026年4月1日
来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

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面对耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌(CRAB)血流感染的高死亡率与治疗困境,本研究从医院废水中分离出一株新型噬菌体vB_AbaP_CV1。研究证实,该噬菌体与多粘菌素B(PB)联用展现出显著的协同抗菌与抗生物膜效果,并在小鼠血流感染模型中有效清除细菌、降低炎症、提升生存率。这项工作为应对多重耐药细菌感染提供了极具前景的噬菌体-抗生素联合疗法新思路。

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在重症监护室(ICU)里,有一种细菌让医生们倍感头疼,它就是鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)。这种细菌生命力顽强,能长时间存活在干燥的医院环境中,并通过医疗器械和医护人员的手传播,是医院获得性感染(Nosocomial Infection)的“常客”。更棘手的是,它进化出了抵抗多种抗生素的能力,成为了多重耐药菌(MDRAB)。其中,对碳青霉烯类抗生素耐药的鲍曼不动杆菌,即耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌(Carbapenem-Resistant A. baumannii, CRAB),被世界卫生组织列为亟需新疗法的“重点病原体”。当CRAB侵入血液,引发血流感染时,情况尤为凶险,患者死亡率可高达40%至85%,成为临床抗感染治疗中一座难以逾越的大山。
目前,治疗严重CRAB感染的选择非常有限。多粘菌素B(Polymyxin B, PB)和替加环素是最后的“王牌”抗生素,但前者有肾脏毒性等副作用,且单独使用易诱发细菌耐药。权威指南通常推荐联合使用至少两种抗生素,但疗效仍不尽如人意,且不当用药可能对患者造成损害。因此,医学界迫切需要寻找全新的、有效的对抗策略。这时,一种拥有百年历史但近年来重获新生的疗法——噬菌体疗法(Bacteriophage Therapy)进入了研究者的视野。噬菌体是专门感染并裂解细菌的病毒,它能像“精确制导导弹”一样,特异性地攻击目标细菌,而不伤害人体正常的菌群。那么,能否找到一种能精准猎杀CRAB的“噬菌体杀手”?如果将它与传统抗生素联用,会不会产生“1+1>2”的奇效?为了回答这些问题,一项探索噬菌体联合抗生素治疗CRAB血流感染的研究在青岛大学附属医院展开,其成果发表在了微生物学期刊《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》上。
为了开展这项研究,研究人员运用了多项关键技术。首先,他们回顾性收集并分析了2020年1月至2025年9月期间医院内鲍曼不动杆菌血流感染患者的临床数据,以明确CRAB感染的流行病学特征和临床负担。其次,从临床患者样本中分离出CRAB菌株(命名为CRAB-1),并从医院废水样本中,采用双层琼脂平板法成功分离并纯化出能裂解该菌株的噬菌体vB_AbaP_CV1。接着,通过透射电子显微镜观察了噬菌体的形态,并系统分析了其宿主范围、环境稳定性、一步生长曲线等生物学特性,同时完成了全基因组测序与生物信息学分析,以评估其安全性。在体外实验中,研究人员使用棋盘法(Checkerboard Assay)和时间杀菌曲线分析,评估了噬菌体与多粘菌素B的协同抗菌效果,并通过结晶紫染色法评价了它们对细菌生物膜形成和清除的作用。最后,研究通过尾静脉注射CRAB菌悬液建立了BALB/c小鼠血流感染模型,在体内验证了噬菌体单药治疗以及与多粘菌素B联合治疗的疗效,通过监测生存率、临床评分、组织细菌载量、血清炎症因子水平和组织病理学变化来综合评价。
3.1 CRAB血流感染患者的特征
研究共纳入50例鲍曼不动杆菌血流感染患者,其中34例(68%)为CRAB感染。与碳青霉烯类敏感鲍曼不动杆菌(CSAB)感染患者相比,CRAB患者接受机械通气的时间更长,更多使用了三联抗生素疗法,其住院死亡率也显著更高(82.35% vs. 18.75%)。这凸显了CRAB血流感染极高的临床风险和治疗挑战。
3.2 噬菌体vB_AbaP_CV1的分离与形态
以临床分离的CRAB-1菌株为宿主,研究人员从医院污水样本中分离到一株裂解性噬菌体,命名为vB_AbaP_CV1。该噬菌体在琼脂平板上能形成透明噬斑。透射电镜观察显示,它具有一个直径约30纳米的二十面体头部和一条长约70纳米的刚性尾部,形态典型。
3.3 vB_AbaP_CV1的生物学特性
该噬菌体能裂解72%(18/25株)的测试临床CRAB分离株,但对肺炎克雷伯菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌无活性,显示出良好的种属特异性。它在-20°C至60°C以及pH 4-11范围内能保持稳定的活性,最佳感染复数(MOI)为1,潜伏期约为20分钟,具备作为治疗剂的基本稳定性。
3.4 vB_AbaP_CV1的全基因组特征
基因组测序显示,vB_AbaP_CV1为双链DNA噬菌体,基因组全长46,325 bp。生物信息学分析预测其含有87个开放阅读框(ORFs),并通过数据库比对确认其不携带任何已知的毒力基因或抗生素耐药基因,从遗传学角度支持了其应用的安全性。系统发育分析表明它属于尾病毒纲(Caudoviricetes)的Obolenskvirus属。
3.5 vB_AbaP_CV1与多粘菌素B的体外协同抗菌活性
棋盘分析显示,单独使用时多粘菌素B对CRAB-1的最低抑菌浓度(MIC)为2 μg/mL,而与噬菌体联用时,其MIC降至0.5 μg/mL,分数抑菌浓度指数(FICI)为0.25(<0.5),表明两者具有协同作用。时间杀菌曲线进一步证实,单用多粘菌素B在后期会出现细菌反弹,而噬菌体单用或与多粘菌素B联用能持续抑制细菌生长,其中联合用药组效果最持久稳定。
3.6 噬菌体联合多粘菌素B的抗生物膜效应
细菌生物膜是导致感染慢性和治疗失败的重要因素。研究发现,无论是抑制生物膜形成还是清除已形成的成熟生物膜,噬菌体vB_AbaP_CV1单独使用就比多粘菌素B更有效。而两者联合使用时,抗生物膜效果得到进一步增强,显著优于任何一种单药治疗。
3.7 噬菌体在CRAB血流感染模型中的治疗效果
研究人员建立了小鼠CRAB血流感染模型。感染后2小时开始治疗。结果显示:未治疗组(CRAB组)小鼠在48小时内死亡率达50%。噬菌体单药治疗组(P组)将生存率提升至87.5%,多粘菌素B单药治疗组(PB组)生存率为62.5%,而噬菌体与多粘菌素B联合治疗组(PB+P组)实现了100%的生存率。联合治疗在降低血清炎症因子(TNF-α, IL-6, IL-1β)水平、减少肺、肝、脾、肾等主要器官的细菌负荷方面,效果也最为显著。组织病理学检查也证实,联合治疗能最大程度地减轻感染导致的各器官损伤,保护效果最佳。
本研究得出明确结论:CRAB血流感染与高死亡率密切相关,临床预后极差。从本地医院环境中分离得到的噬菌体vB_AbaP_CV1,能够有效裂解临床CRAB菌株。体外实验证明了vB_AbaP_CV1与多粘菌素B之间存在协同抗菌作用。最为关键的是,在模拟临床血流感染的小鼠模型中,无论是噬菌体单药治疗还是噬菌体-多粘菌素B联合治疗都展现出了明确的治疗效果,其中联合治疗方案取得了最优的结果,能显著提高生存率、清除细菌、减轻全身炎症反应和多器官损伤。
在讨论部分,作者强调了本研究的价值与局限。该工作不仅报告了本地CRAB血流感染的高死亡率现状,更重要的是分离并鉴定了一株针对本地流行菌株的噬菌体,并通过体内外实验验证了其单独及与抗生素联用的疗效。这种“噬菌体-抗生素”协同策略,为应对CRAB这一紧迫的临床威胁提供了一种充满希望的新思路。它有望降低所需抗生素剂量、减缓耐药性产生、并增强对生物膜等顽固性感染结构的清除能力。当然,作为一项单中心研究,其结论需要更大规模的流行病学数据验证;噬菌体与抗生素协同作用的分子机制、最佳给药方案等也有待进一步深入探索。尽管如此,这项研究无疑为开发基于噬菌体的精准抗菌疗法,对抗日益严峻的抗生素耐药危机,迈出了坚实而有力的一步。

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