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

摘要

背景碳青霉烯耐药的高毒力肺炎克雷伯菌感染发生率逐年增加，临床治疗困难，死亡率高。使用具有高裂解能力的噬菌体治疗细菌感染是颇具前景的治疗方法。目的 针对碳青霉烯耐药高毒力肺炎克雷伯菌分离一株新型裂解性T7噬菌体，对该分离株进行生物学特性测定和基因组学测序分析，为临床开展噬菌体治疗提供可应用的噬菌体资源。方法 从肺部感染患者的痰液中分离出肺炎克雷伯菌，通过细菌鉴定、药敏分析、全基因组测序和PCR检测验证菌株的毒力基因与耐药基因，以此株肺炎克雷伯菌为宿主菌，在污水中分离出一株裂解性噬菌体，命名为PCCM＿KpP1172。测定该噬菌体生物学特性，分析其基因组序列，并通过大蜡螟幼虫感染模型检测该噬菌体的治疗效果。结果 该株肺炎克雷伯菌基因组分析存在耐药基因与毒力基因rmpA2、rmpA、iroN、icu。以此菌株为宿主菌分离到新型肺炎克雷伯菌噬菌体，命名为PCCM＿KpP1172，在宿主菌菌苔上可形成完全透明的噬菌斑并伴晕圈；透射电镜下呈现有尾噬菌体目短尾病毒科病毒的典型形态特征；一步生长曲线显示其潜伏期为15 min，最佳感染复数(multiplicity of infection,MOI)为0.000 1，对ST11KL64型肺炎克雷伯菌有广泛裂解范围。基因组分析显示，该噬菌体为双链DNA(总长度为40 222 bp),G+C含量为53%，基因组包含49个开放阅读框(open reading frames,ORF)，无毒力或抗生素耐药性相关基因。基于系统发育分析，该噬菌体可归属于有尾噬菌体目Studiervirinae亚科Przondovirus属的一个新种。此外，噬菌体PCCM＿KpP1172可在体外3 h内有效抑制碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌的生长，并能提高宿主菌感染的大蜡螟幼虫存活率(P<0.01)。结论 本研究针对碳青霉烯耐药的高毒力肺炎克雷伯菌分离并鉴定了一株新的T7噬菌体PCCM＿KpP1172，具有高裂解力，无耐药基因和毒力基因，对大蜡螟幼虫感染模型具有良好治疗效果。

关键词

碳青霉烯耐药高毒力肺炎克雷伯菌 / 噬菌体治疗 / 大蜡螟 / 基因组分析

基金资助

首都卫生发展科研专项项目(首发2022-1-5091)