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噬菌体疗法被视为应对多重耐药菌感染的重要希望，然而现有评估噬菌体裂解细菌能力的实验手段，例如双平皿法或斑点测试，往往需要过夜培养并且结果判读主观，严重制约了个性化噬菌体筛选的临床推广速度。中国科学院微生物研究所杜文斌研究员、李明研究员、赵会伟团队联合东北大学徐章润教授团队在《Nature Communications》期刊在线发表了题为“Rapid and quantitative measurement of bacteriophage infectivity via fully automated droplet digital PCR”的研究论文。该研究成功开发了名为dPhaST的全自动数字液滴PCR工作流程，通过定量检测细菌裂解后释放到环境中的16S rRNA基因片段，将噬菌体的溶菌活性转化为高度可比的分子信号，整个过程从样品处理到结果输出仅需3小时且实现了全自动化操作。
研究团队设计了一套识别细菌16S rRNA基因保守区域的简并引物与TaqMan探针系统，这套检测体系能够跨物种识别多种常见临床病原菌，包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌和铜绿假单胞菌。利用团队自主研发的无芯片式Oscidrop数字PCR平台，dPhaST方法能够将含有宿主DNA的反应体系自动分割成两万个纳升级微滴并进行绝对定量，检测下限远低于传统光学密度读数法。随后，团队在针对大肠杆菌MG1655的模型实验中，噬菌体λcl857在感染30分钟后便产生了可明显检出的DNA释放高峰，而另外两株温和噬菌体pEcN-W26和p25005则分别呈现出缓升和滞后的不同时间曲线。
为了全面验证dPhaST在实际应用中的可靠性，研究团队构建了涵盖6种细菌物种、19株不同宿主菌和33株噬菌体的共计122对组合测试矩阵。研究团队以经典的斑点测试作为参考标准时，dPhaST方法的总体分类一致率达到了95.9%，受试者工作特征曲线下面积达到了0.961。随后在一些斑点测试显示出模糊或微小透明圈的弱阳性组合中，dPhaST的定量读数稳定地落在了阴性区间。而对于具有中等裂解活性的噬菌体，传统平皿法难以区分二者效率，dPhaST却清晰显示出了倍数变化上的真实差异。
该研究还系统检验了dPhaST在实际操作中抵御噬菌体交叉污染的能力，他们将不能感染大肠杆菌MG1655的PhiX174噬菌体作为背景，分别掺入不同比例的感染性噬菌体pEcN-W26或p25005。结果显示当污染比例低于1%时dPhaST的检测信号与未污染对照组无统计学差异，而平行的斑点测试在污染比例仅0.1%时就出现了可见的裂解清亮圈。此外，当研究团队将dPhaST用于评估带有Sir2-HerA以及CRISPR-Cas系统的工程菌防御表型时，他们发现尽管这些防御系统在传统双层平皿上都表现为完全抑制噬菌体斑形成，但dPhaST却揭示出被攻击细菌在分子层面发生了不同程度的DNA泄露，这种独特的定量视角为深入研究细菌-噬菌体之间的复杂军备竞赛提供了有力工具。
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