马迎飞/戴磊等Cell子刊领衔！11文一览噬菌体/病毒组研究前沿 | 热心肠日报
今天是第2502期日报。
马迎飞+戴磊等Cell子刊：通过噬菌体培养组解析肠道暗物质
Cell Host and Microbe[IF:31.316]
① 针对肠道常见共生细菌开发了一系列噬菌体分离培养技术，成功获得了可以分别侵染其中42个细菌种的209株非冗余噬菌体；② 基因组分析揭示了分离噬菌体的多样性，并发现了两个噬菌体新科；③ 肠道细菌在菌株水平多样性的噬菌体抗性机制是肠道细菌和噬菌体长期稳定共存的重要原因；④ 拟杆菌和副杆菌菌株在噬菌体易感性方面表现出很大差异；⑤ 噬菌体混合物可减少体外群落中目标物种的丰度。
Large-scale phage cultivation for commensal human gut bacteria
04-12, doi: 10.1016/j.chom.2023.03.013
【主编评语】中科院先进院马迎飞、戴磊与团队在Cell Host and Microbe发表重要研究，首次建立了大规模肠道主要共生细菌噬菌体培养组技术，利用噬菌体培养物解析了肠道细菌和噬菌体长期共存的机制，并展示了这些噬菌体在肠道菌群调控中的应用潜力。本研究针对肠道主要共生细菌构建噬菌体资源库，展示了这些噬菌体培养物在肠道菌群调控中的价值。利用这一资源拟开展的肠道噬菌体和细菌的互作研究，有助于深入了解肠道菌群的多样性、功能和作用，为预防和治疗相关疾病提供新的思路和方法。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）
Cell：一文读懂噬菌体疗法（综述）
Cell[IF:66.85]
① 抗生素的滥用和耐药性细菌的出现使得噬菌体疗法的研究重新活跃地来，其可联合抗生素使用；② 噬菌体分为裂性或温和性噬菌体，广泛存在各种环境，有宿主特异性和长进化跨度；③ 噬菌体特性需被解析并考虑其制备安全性、纯度、效价、一致性、给药途径和副作用，并被实时监管；④ 利用天然噬菌体存在潜在障碍，需利用基因组工程和合成基因组学设计新噬菌体；⑤ 噬菌体疗法可应用于医疗、兽医和畜牧业和环境等领域，但使用规范和效果仍需被标准化。
Phage therapy: From biological mechanisms to future directions
01-05, doi: 10.1016/j.cell.2022.11.017
【主编评语】噬菌体是细菌的天然捕食者，近年来抗菌素耐药率激增，使得科学家对噬菌体的研究重新活跃了起来。优良的噬菌体首先应该能溶解细菌，其次可有效地杀死细菌的宿主细胞，最后应该充分地被研究其特性以排除其副作用，因此开发噬菌体治疗发需要多方利益的协调努力。近期Cell重磅发布的一篇综述，系统低回顾了噬菌体治疗法的最新进展，包括生物学机制、临床应用、目前的挑战以及涉及天然和转基因或合成噬菌体的未来发展方向，值得相关人士阅读！（@MD）
噬菌体疗法的历史及现状（综述）
Clinical Microbiology Reviews[IF:50.129]
① 早期噬菌体研究因缺乏适当统计学检验、对宿主-噬菌体互作的理解不足等科学原因，导致了西方噬菌体疗法衰落；② 社会科学因素（JAMA综述的负面影响）、政治因素（冷战）、科学家个人因素等也对早期的噬菌体疗法发展有所影响；③ 前苏联进行了大规模噬菌体疗法试验，其可有效治疗坏疽、痢疾等疾病；④ 对1921-1940年间的17项临床试验的荟萃分析表明噬菌体疗法有显著疗效，但对2000年后的4项临床试验的荟萃分析则表明噬菌体疗法无效。
Reassessment of Historical Clinical Trials Supports the Effectiveness of Phage Therapy
2022-09-07, doi: 10.1128/cmr.00062-22
【主编评语】Clinical Microbiology Reviews上发表的一篇综述文章，介绍了噬菌体疗法在西方国家及前苏联的发展历史及现状，讨论了影响噬菌体疗法发展的科学及非科学因素，并对上世纪早期（1921-1940年间）及如今（2000年后）的噬菌体疗法进行了荟萃分析。（@aluba）
Cell：用工程化噬菌体治疗耐药性脓肿分枝杆菌肺部感染
Cell[IF:66.85]
① 报告1例26岁的难治性脓肿分枝杆菌（Ma）肺部感染的严重囊性纤维化肺病男性患者，Ma感染超过5年；② 静脉注射经改造的两种噬菌体，耐受性良好，随治疗痰中Ma培养阳性比例明显下降，分子生物学和代谢物检测也证明Ma的有效清除；③ 治疗后，患者体内Ma分离株的遗传多样性下降，对噬菌体和抗生素的耐药性没有增加；④ 患者体内对一种噬菌体的抗体滴度随治疗增加，但未影响临床改善；⑤ 第379天接受肺移植，后噬菌体治疗至第500天，移植肺未检出Ma。
Host and pathogen response to bacteriophage engineered against Mycobacterium abscessus lung infection
2022-05-13, doi: 10.1016/j.cell.2022.04.024
【主编评语】脓肿分枝杆菌（Mycobacterium abscessus，Ma）是一种非结核分枝杆菌，具有高水平的固有和获得性抗生素耐药性，限制了治疗方案的选择并导致不良预后。囊性纤维化肺病患者是Ma的易感人群，且Ma感染与肺功能下降及肺移植禁忌症相关。溶解性噬菌体被越来越多的用于难治性感染的治疗，Ma被认为是噬菌体治疗的重要目标。美国科罗拉多大学的研究人员近日在Cell上发表了一项病例报告，采用两种工程化的噬菌体成功控制了一名难治性Ma肺部感染的囊性纤维化肺病患者的Ma感染，患者未发生噬菌体治疗相关不良事件并达到了肺移植标准。基于本研究，可以考虑在晚期的肺部感染患者的治疗中使用噬菌体控制感染。（@芥末）
JAMA：超级细菌能让噬菌体疗法焕发新生吗？（观点）
JAMA[IF:157.335]
① 噬菌体疗法诞生于20世纪初并被用于人类疾病治疗，但随后因科学界的怀疑态度和抗生素的发现与应用而逐渐式微；② 当前，抗生素耐药性问题日益加剧，也出现了噬菌体杀死超级细菌成功案例，噬菌体疗法重新被重视；③ 噬菌体疗法成为常规临床手段还存在给药剂量、给药方式或频率、对安全性和疗效的未知性的担忧等障碍；④ 噬菌体病毒的变异问题、研究所需的自助及法律和监管机构的支持也是噬菌体疗法发展及应用需要解决的问题。
As Superbugs Flourish, Bacteriophage Therapy Recaptures Researchers’ Interest
02-22, doi: 10.1001/jama.2022.17756
【主编评语】噬菌体疗法诞生于20世纪初，是利用噬菌体阻控病原细菌的手段，在抗生素时代来临之前曾被相当广泛的应用于人类疾病治疗。随着抗生素的发现及大规模应用，噬菌体疗法逐渐消失于人们的视线当中。当前，随着抗生素耐药性问题日益加剧和超级细菌屡见不鲜，噬菌体疗法重新被重视起来。JAMA近日噬菌体疗法发表了观点文章，梳理了噬菌体疗法的发展脉络，介绍了近期的几个治疗案例，并阐述了噬菌体疗法应用所面临的的困难和挑战。（@芥末）
武汉大学：利用聚集诱发光敏剂的工程噬菌体治疗脓毒症
Advanced Materials[IF:32.086]
① 通过溴化苄和巯基之间的亲核取代反应，将聚集诱发光敏剂 (AIE-PS)TBTCP-PMB与噬菌体结合，开发出一种去除病原菌的脓毒症治疗新策略；② 该策略可保留噬菌体的宿主特异性、具有AIE-PS特性，同时具有荧光成像和活性氧功能，用以检测和杀菌细菌；③ 噬菌体鸡尾酒疗法和光动力疗法相结合的协同策略具有“1+1>2”的杀菌效果，并在脓毒症小鼠模型中表现出良好的生物相容性和优越的性能；④ 此外，该策略可以快速诊断临床血液样本的血液感染。
Engineered Phage with Aggregation-Induced Emission Photosensitizer in Cocktail Therapy against Sepsis
2022-11-28, doi: 10.1002/adma.202208578
【主编评语】脓毒症是一种多种病原体感染引起的疾病，目前急需开发能够有效识别和中和病原体的方法。噬菌体鸡尾酒疗法利用噬菌体的宿主特异性来适应感染耐药细菌，但该疗法的杀菌稳定性较低，且缺乏成像功能，使其治疗应用受到了很大的限制。近日，武汉大学辜美佳/陈实/王连荣合作在Advanced Materials上发表文章，开发了一种用于去除致病菌的脓毒症治疗新策略。该策略为快速病原体检测和即时诊断提供了治疗平台，并具有转化潜力。（@圆圈儿）
天津科技大学：噬菌体或通过假定基底楔形蛋白突变以扩大宿主谱
Microbiome[IF:16.837]
① 利用铜绿假单胞菌O特异性抗原缺陷菌株筛选获得宿主范围更大的噬菌体K8突变体K8-T239A；② 该突变体的假定基底楔形蛋白GP075突变为可结合细菌核心寡糖的GP075m，使其可同时以核心寡糖和O特异性抗原作为受体；③ GP075突变改变了噬菌体蛋白间的互作，降低了噬菌体颗粒的环境稳定性（pH、温度等）；④ gp075基因中的多种突变在K8噬菌体中广泛存在，即K8噬菌体需要在宿主范围和环境稳定性中有所权衡。
Variants of a putative baseplate wedge protein extend the host range of Pseudomonas phage K8
01-31, doi: 10.1186/s40168-022-01459-w
【主编评语】这是发表在Microbiome上的一份工作，由天津科技大学杨洪江教授及其团队完成。他们通过铜绿假单胞菌O特异性抗原缺陷菌株筛选获得了不依赖于O抗原的K8突变体K8-T239A，该突变体可实现同时以O抗原和核心寡糖作为受体侵染细菌，达到更强的杀菌效率。通过分析发现，这种突变体发生在假定基底楔形蛋白GP075上，突变后的GP075m改变了噬菌体蛋白间的互作方式，使其可结合核心寡糖，但不能结合GP076，同时该突变体病毒粒子在环境中的稳定性降低。发生在GP075上的K8突变体较多，表现出该假定底板楔形蛋白在宿主范围变化中的重要性，但值得注意的是本研究筛选出了另外一株可感染O特异性抗原缺陷菌株且并非在GP075上发生突变的K8突变体K8-X，该突变体的突变发生在GP011和GP076，暗示着可能存在不同的宿主范围改变机制。（@Johnson）
理解和设计噬菌体的高通量方法（综述）
Trends in Biochemical Sciences[IF:14.264]
① 生成噬菌体文库的高通量方法与筛选实验相结合，有助于理解噬菌体与宿主的关系及噬菌体工程；② 创建文库要权衡噬菌体基因组靶向的广度和突变的可编程性；③ 非靶向和靶向诱变的点突变文库，分别用来引入随机突变和表征噬菌体-宿主相互作用并以高分辨率设计噬菌体；④ 缺失文库用来研究基因必要性、噬菌体工程，插入文库用来表征宏基因组基因功能；⑤ 创建文库应该考虑文库偏差及丰度、实验筛选、测序评分，同时使用这些方法仍然存在许多问题。
High-throughput approaches to understand and engineer bacteriophages
2022-09-27, doi: 10.1016/j.tibs.2022.08.012
【主编评语】噬菌体是现代生物学最重要最基本的研究。宏基因组学帮助挖掘一些新的噬菌体潜力。传统手段的规模有限，也不能解析基因到功能的编码。本综述描述了可通过高通量基因组工程来阐明噬菌体的序列-功能关系的新兴技术，也探讨了这些方法的相关局限性和潜能。（@Bingbing）
人体组织中真核DNA病毒组有何特征？
Nucleic Acids Research[IF:19.16]
① 纳入31名去世的芬兰人（均龄67岁），采集结肠、肝脏、肺、心脏、大脑、肾脏、皮肤、血液、头发等9个组织样本，进行DNA病毒富集并测序；② 基于qPCR和混合捕获测序分析，共鉴定到17种不同的持久性病毒，主要包括疱疹病毒、细小病毒、乳头状瘤病毒和肛门病毒（流行率 >80%）；③ 在两个患有潜在恶性疾病的个体中表现出截然不同的病毒图谱，其全身分布和数量上存在显著差异；④ 组装病毒序列的广度和深度与qPCR拷贝数显著相关。
Unmasking the tissue-resident eukaryotic DNA virome in humans
03-23, doi: 10.1093/nar/gkad199
【主编评语】通过高通量测序已经揭示了许多感染真核或原核细胞的病毒类型。然而，健康人病毒群的大多数测序数据来源于生物体液（如粪便、呼吸道分泌物、尿液、唾液、粘膜等），它们只提供了居住在组织内的病毒种群的片段景观。近日，芬兰赫尔辛基大学研究人员在Nucleic Acids Research发表最新研究，纳入31名去世的芬兰人，采集了人体9个部位组织样本，进行DNA病毒富集并测序，将人类病毒群的特征从单个身体部位扩展到多个个体的多器官分析。揭示了DNA病毒群在人体器官中前所未有的普遍存在，并为疾病相关性的调查提供了基本依据，值得关注。（@九卿臣）
多组空间分析揭示独特的粘膜相关病毒组
Gut Microbes[IF:9.434]
① 纳入三名溃疡性结肠炎儿童患者，并利用元基因组学、元病毒组学和元转录组学研究结肠粘膜-腔界面的病毒-细菌组的相互作用；② 粘膜病毒组与粪便病毒组显著不同，并含有丰富的crAss样噬菌体；③ 病毒蛋白预测和元转录组学分析可预测噬菌体宿主，并发现整合酶并非温和噬菌体的标志物；④ 测序深度影响病毒的发现，且序列深度超过200万读数时，病毒组保持相对稳定。
Multiomic spatial analysis reveals a distinct mucosa-associated virome
02-23, doi: 10.1080/19490976.2023.2177488
【主编评语】目前人类肠道病毒的研究完全基于粪便样本，其他部位如结肠部位的病毒组及其与宿主的关系尚不明确。近日，发表在Gut Microbes上的这篇文章，对溃疡性结肠炎儿科患者的人类病毒组进行深入多组空间分析，本研究有助于对肠道噬菌体及其与人类健康相互作用的理解。（@圆圈儿）
感染瘤胃球菌的温和噬菌体
Gut Microbes[IF:9.434]
① 从感染瘤胃球菌的人类粪便及环境中分离出六株噬菌体，并进行表征；② 形态上，分离的噬菌体具有虹吸病毒形态，基因组范围在36.5至37.8 kbp之间；③ 基因组分析及与溶原能力表明，该噬菌体属于温和噬菌体；④ 与噬菌体在液体培养基中裂解宿主的发现相反，小鼠试验表明，这些噬菌体可以与肠道中的宿主细菌共存，而不会显著减少瘤胃球菌的丰度；⑤ 此外，公开数据库也表明，患有IBD的个体中，这些噬菌体的丰度很高。
Temperate bacteriophages infecting the mucin-degrading bacterium Ruminococcus gnavus from the human gut
03-30, doi: 10.1080/19490976.2023.2194794
【主编评语】瘤胃球菌是一种常见的肠道微生物，在炎症性肠病（IBD）患者中丰度更高。Gut Microbes近期发表的文章，鉴定出感染瘤胃球菌的温和噬菌体，该噬菌体可与肠道细菌共存，在IBD患者肠道丰度也更高。（@章台柳）
感谢本期日报的创作者：刘永鑫-农科院-宏基因组，Jack Chen，XLyasby，芥末，圆圈儿，拍了花宝贝，九卿臣，Sunflower
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