高精度噬菌体3D蓝图绘制完成 为未来筛选工作提供参考

新西兰奥塔哥大学牵头的一个国际研究团队，绘制出一种噬菌体（感染细菌的病毒）的高精度三维结构“蓝图”，为利用病毒对抗多重耐药“超级细菌”提供了新的科学依据。 研究人员表示，这一成果不仅有助于筛选更适合用于治疗的噬菌体，还揭示了病毒进化历史中的古老联系。

新西兰奥塔哥大学牵头的一个国际研究团队，绘制出一种噬菌体（感染细菌的病毒）的高精度三维结构“蓝图”，为利用病毒对抗多重耐药“超级细菌”提供了新的科学依据。 研究人员表示，这一成果不仅有助于筛选更适合用于治疗的噬菌体，还揭示了病毒进化历史中的古老联系。

论文第一作者、奥塔哥大学微生物与免疫学系博士詹姆斯·霍奇金森-宾（James Hodgkinson-Bean）指出，随着抗菌药物耐药性威胁不断升级，噬菌体作为传统抗生素替代方案，正日益受到关注。 他介绍，噬菌体对包括人类在内的多细胞生物无害，却能够高度选择性地识别并杀灭特定细菌，因此正被越来越多地用于所谓“噬菌体疗法”，以治疗高度耐药的细菌感染。

在他看来，噬菌体是“结构极其精巧的病毒”，其感染过程依赖巨大的机械样结构——“尾部”来完成。 本次研究利用高分辨率结构生物学技术，对一种名为 Bas63、以大肠杆菌为宿主的噬菌体进行了分子层面的精细解析，重点揭示其尾部在感染过程中是如何发挥作用的。 相关成果发表在《Science Advances》杂志上。

该工作由奥塔哥大学与冲绳科学技术大学院大学的科学家共同完成。 霍奇金森-宾指出，此类结构研究对于理解不同噬菌体在实验中表现出的感染行为差异至关重要，也为在临床上如何选择“最合适”的噬菌体提供重要参考。

论文通讯作者、奥塔哥大学微生物与免疫学系副教授米赫尼亚·博斯蒂纳（Mihnea Bostina）表示，在全球抗生素耐药性加剧、植物病害持续威胁粮食安全的背景下，噬菌体正变得愈发重要。 他强调，这一详细的噬菌体结构“蓝图”，将推动在医疗、农业和工业等领域进行更具理性设计的应用，例如治疗耐药感染、清除食品加工和供水系统中的生物膜等。

研究显示，该病毒的三维结构中存在罕见的“须状-颈圈”连接结构、六聚体装饰蛋白以及多样化的尾纤维等特征。 博斯蒂纳指出，除科学价值之外，这些精细的三维数据也可能为艺术家、动画从业者和科普教育者带来创作灵感。

霍奇金森-宾同时强调，研究病毒结构还有助于追溯病毒的远古进化历史。 他指出，对于人类而言，DNA通常是追踪进化关系的最佳“指纹”，但在病毒世界，三维结构往往更能揭示与远缘病毒之间的深层关系。 在本次研究中，团队发现了一些此前仅在与之相距甚远的病毒中观察到的结构特征，由此揭示了此前尚未被认识到的进化联系。

通过结构研究，科学家们已经知道噬菌体与疱疹病毒之间存在亲缘关系，这一关系被认为可以追溯到多细胞生命出现之前、长达数十亿年前的地质年代。 霍奇金森-宾表示，从这个意义上讲，当我们观察噬菌体的结构时，实际上是在“欣赏活的化石、原初的古老生命体”，“这本身就具有一种独特的美感”。

此次公布的病毒结构，是该研究团队在这一领域取得的第二项同类重大成果。 他们此前曾对一种导致马铃薯病害的病毒进行结构解析，相关工作近期也已发表于学术期刊。 最新这项题为《冷冻电镜解析噬菌体 Bas63 结构，揭示 Felixounavirus 属内的结构保守性与多样性》（Cryo-EM structure of bacteriophage Bas63 reveals structural conservation and diversity in the Felixounavirus genus）的论文于 2025 年 11 月 12 日发表于《Science Advances》杂志。

在抗生素逐渐失去对部分病原体“控制力”的现实下，这一高分辨率噬菌体结构“蓝图”，为未来开发更精准、更高效的噬菌体疗法、应对超级细菌带来了新的希望。