2023年8月，上海噬菌体研究所和上海市公共卫生临床中心的Jianhui Li等人在Clinical Microbiology and Infection（IF=14.2）发表题为“Development of phage resistance in multidrug-resistant Klebsiella pneumoniaeis associated with reduced virulence: a case report of a personalised phage therapy”的文章。该文章报道了一位因多重耐药肺炎克雷伯菌引起肺部感染的住院病人，在第一个疗程中，使用了针对其细菌分离株Kp35的单个噬菌体（ΦKp_GWPB7450）雾化治疗，14天后，使用噬菌体混合物（ΦKp_GWPB35+ Kp_GWPA139）进行第二个疗程治疗，在整个噬菌体治疗过程中持续使用抗生素治疗。在第二次噬菌体治疗后出现抗噬菌体肺炎克雷伯菌菌株，比较基因组分析显示，噬菌体抗性菌株中缺失了fabF。构建的fabF敲除菌株(Kp7450ΔfabF)对两株治疗噬菌体都产生了抗性。fabF参与了脂多糖(LPS)的合成，它的缺失导致了LPS结构改变，此外，删除另外两个与LPS合成相关的基因(wabG和waaL)，Kp7450ΔwaaL和Kp7450ΔwabG对两株噬菌体都产生了抗性，同时在高碘酸盐的处理下（破坏多糖如LPS的结构），Kp7450的治疗性噬菌体吸附量显著下降，但在蛋白酶K处理下（破坏外膜蛋白）没有明显变化，因此LPS被确定为治疗性噬菌体的宿主受体。小鼠和斑马鱼模型的毒力评估表明，LPS是Kp7450毒力的主要决定因素，在Kp7450ΔfabF和噬菌体抗性菌株中改变的LPS结构可以降低它们的毒力。这项研究可能揭示了一些患者在噬菌体治疗后尽管病原菌没有完全消除，但临床症状得到改善的机制。

图1.（A）Kp0829和Kp1383的基因组序列与Kp7450的基因组序列比较，（B）Kp7450和敲除fabF菌株Kp7450ΔfabF噬菌体敏感性比较，（C）噬菌体抗性菌Kp1383和fabF回补菌株Kp1383fabF⁺噬菌体敏感性比较，（D）Kp7450、Kp1383、Kp7450ΔfabF的噬菌体吸附曲线。

图 2.（A）脂多糖（LPS）合成相关基因，（B）不同菌株在平板上的菌落形态，（C）Kp7450ΔwaaL和Kp7450ΔwabG菌株的噬菌体敏感性，（D）不同菌株的LPS条带，（E）高碘酸盐和蛋白酶K处理前后噬菌体吸附量的变化。

图 3.（A）接种肺炎克雷伯菌Kp7450、Kp1383后小鼠的生存曲线，（B）接种肺炎克雷伯菌Kp7450ΔfabF后小鼠的生存曲线和感染48小时后小鼠的肝脏、肺和脾脏的细菌负荷量。

DOI：10.1016/j.cmi.2023.08.022

原文链接：Development of phage resistance in multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae is associated with reduced virulence: a case report of a personalised phage therapy - ScienceDirect