抗噬菌体研究：细菌和噬菌体军备竞赛促生新型抗菌疗法

摘要

随着病原微生物的耐药性威胁增加，寻找新的治疗策略/药物至关重要。噬菌体可特异性识别并裂解细菌，因此噬菌体治疗不失为一种潜在替代疗法。噬菌体的普遍存在导致细菌持续面临进化压力，从而进化出可防御噬菌体感染的系统。与噬菌体防御相关的基因库涵盖了多种功能，如核酸酶、解旋酶和ATP酶等。细菌-噬菌体的相互作用是一个复杂和多方面的过程，细菌从初始天然防御水平抑制噬菌体吸附、阻断噬菌体核酸注射和干扰噬菌体结构组装，到靶向噬菌体核酸的早期囊泡破裂、噬菌体DNA和RNA的系统，以及通过流产感染导致细菌核酸降解，NAD⁺消耗及细胞膜结构改变，以细菌死亡为代价从而阻止噬菌体感染。尽管目前已有细菌防御系统经过鉴定和预测，但其中大部分防御系统的确切作用机制和具体防御过程尚不清楚。未来研究需深入阐明新发现及已知防御系统的精确分子机制、调控网络、分布特征及其在细菌适应性中的作用，以便为治疗细菌感染提供新的思路。本文围绕细菌抗噬菌体防御的核心机制与应用潜力展开综述，从感染早期防御、靶向噬菌体核酸防御、流产感染防御及可转移性防御策略四个核心方面，系统梳理了细菌的抗噬菌体防御体系，同时指出当前领域存在防御机制不明、临床转化技术不足、防御系统可转移性引发风险等瓶颈，并针对性提出深化机制研究、构建病原菌防御图谱、开发工程噬菌体与协同疗法等对策建议，为噬菌体疗法的优化与细菌感染治疗的创新提供参考，旨在为细菌感染治疗开拓新的研究视野与潜在发展方向。

关键词

细菌 / 感染 / 噬菌体 / 防御系统 / 流产感染 / 综述

基金资助

科技部重大专项（No.2024ZD0529701）;科技部重点研发项目（No.2023YFA0915000）; 国家自然科学基金面上项目（No.82470005）; 贵州省科技支撑计划项目（黔科合支撑【2025】一般148）; 国科温州研究院启动基金（No.WIUCASQD2022020）; 天府锦城实验室（前沿医学中心）启动基金（No.TFJCPI20250014）资助