《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》：Synergistic Potential of Bacteriophage and Blue Light Therapy Against Biofilm-Associated Klebsiella pneumoniae in Postoperative Gynaecological Infections
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本文针对妇科术后感染中因生物膜形成而难以根除的耐药肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)，探讨了噬菌体与蓝光(450 nm)联合疗法的潜力。研究发现，顺序性联合治疗（噬菌体→蓝光）在早期即显示出强协同效应，可显著降低生物膜生物量(82.3%)和浮游细菌数量(~2.2 log10CFU)，并表现出良好的生物相容性，为应对多重耐药(MDR)病原体感染提供了非抗生素、协同增效的新型治疗策略。
在妇科手术后，伤口感染是一个令人头疼的常见并发症。其中，一种名叫肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)的细菌尤为棘手。它不仅狡猾地藏身于由自身分泌物构建的“堡垒”——生物膜(Biofilm)之中，还对多种常用抗生素“刀枪不入”，形成所谓的多重耐药(MDR)。这种生物膜就像一个保护罩，让内部的细菌安然无恙，极大地削弱了传统抗生素的疗效，导致感染迁延不愈，甚至可能引发更严重的全身性问题。
面对这个日益严峻的临床挑战，科学家们将目光投向了两种非传统疗法：噬菌体疗法和光疗。噬菌体是能够特异性感染并裂解细菌的病毒，被视为精准打击耐药菌的“生物导弹”。蓝光光疗(此处指405-470 nm波长)则能激发细菌内生的色素分子，产生具有破坏力的活性氧(ROS)，从而对细菌及其赖以生存的生物膜基质造成氧化损伤。理论上，蓝光可以“软化”甚至“撕开”生物膜的保护层，为后续的噬菌体攻击打开通道；反过来，噬菌体对表层细菌的裂解也可能破坏生物膜结构，让蓝光能更深入地发挥作用。这种强强联合的策略，能否产生“1+1>2”的协同效应，有效清除顽固的生物膜感染呢？这正是发表在《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》上的这项研究所要回答的核心问题。
为了验证这一设想，研究人员开展了一系列精细的体外实验。研究采用了一株从剖宫产术后伤口感染中分离出的临床多重耐药肺炎克雷伯菌株，并使用从污水样本中分离出的烈性噬菌体Klebsiella phage klb_E以及峰值波长为450 nm的蓝光LED阵列作为治疗手段。实验建立了该菌的体外生物膜模型和浮游菌培养体系。核心的研究设计包括分组对照：未处理组、单独噬菌体处理组、单独蓝光处理组，以及两种不同的顺序联合处理组（噬菌体处理后蓝光照射，Phage→Light；蓝光照射后噬菌体处理，Light→Phage）。评价指标主要围绕生物膜的清除效果（通过结晶紫染色法量化生物量）、对浮游菌的杀灭效果（通过菌落计数法）、两种疗法之间的相互作用（采用Bliss独立性模型分析协同性），以及治疗的安全性（评估蓝光对噬菌体活力的影响，并用人外周血单个核细胞PBMCs检测细胞毒性和细胞因子反应）。
研究结果丰富且具有启发性：
3.1. 抗生素敏感性测试
菌株对包括β-内酰胺类、氨基糖苷类、氟喹诺酮类在内的多种抗生素耐药，证实其为典型的多重耐药临床分离株，凸显了寻求替代疗法的紧迫性。
3.2. 肺炎克雷伯菌噬菌体klb_E的基因组分析
通过全基因组测序绘制了该噬菌体的基因组图谱，确认其不含毒素或毒力相关基因，为后续安全性研究提供了基础。
3.3. 生物膜减少的显微观察和定量评估
单独使用噬菌体或蓝光均能显著减少生物膜生物量（分别减少47.3%和42.6%）。然而，将两者结合使用时，生物膜减少率大幅提升至82.3%，效果显著优于任一单药治疗。
3.4. 顺序治疗顺序和时间依赖性效应
治疗顺序对早期效果影响显著。在处理后6小时，先噬菌体后蓝光(Phage→Light)的方案比先蓝光后噬菌体(Light→Phage)的方案显示出更强的生物膜减少效果（77.1% 对 63.7%）。但到24小时，两种顺序的最终效果趋于一致（均约82%）。统计分析表明，时间是影响清除效果的最主要因素。
3.5. 对浮游细菌的作用
在浮游菌实验中，联合治疗同样表现出最强的杀菌效果，能实现约2.2 log10的菌落减少，远超单一疗法。
3.6. 基于Bliss独立性的协同活性评估
Bliss模型分析定量证实了协同作用的存在。Phage→Light顺序在6小时和24小时均表现出显著的协同效应。而Light→Phage顺序在6小时时表现出轻微的拮抗趋势，到24小时才转为强协同。这进一步说明，先使用噬菌体更有利于早期协同作用的发挥。
3.7. 蓝光疗法对噬菌体活力的影响
实验条件下，蓝光照射并未对所用噬菌体的感染活力造成显著影响，保证了联合疗法的可行性。
3.8. 治疗对PBMCs和细胞因子谱的影响
无论是单独还是联合治疗，对人PBMCs均表现出高度的细胞相容性，未引起细胞形态改变或明显的促炎细胞因子（如TNF-α）和抗炎细胞因子（如IL-10）水平升高，表明该联合策略在体外具有良好的安全性。
归纳研究的结论与讨论，其重要意义在于：本研究首次在体外系统评估了噬菌体与蓝光光疗联合对抗多重耐药肺炎克雷伯菌生物膜感染的协同潜力。结果表明，这一组合策略能通过互补的机制——蓝光产生的ROS破坏生物膜基质并损伤细菌包膜，噬菌体则进行特异性吸附和裂解——实现远超单一疗法的生物膜清除和细菌杀灭效果。尤为关键的是，治疗顺序影响早期疗效，先噬菌体后蓝光的方案能更快发挥协同作用。此外，该联合疗法对噬菌体活性无影响，对哺乳动物细胞安全且不引发炎症反应，展现了良好的转化应用前景。
这项研究为应对日益严重的抗生素耐药危机，特别是难治性的生物膜相关感染，提供了一条创新的非抗生素治疗思路。它通过结合物理化学（光）和生物（病毒）两种截然不同的抗菌机制，不仅提高了即时杀菌效率，还可能延缓细菌对噬菌体产生耐药性，具有重要的科学意义和潜在的临床价值。当然，从体外研究到临床应用还有很长的路要走，未来需要优化参数、探索更多病原体组合、并最终进行体内实验验证，但本研究无疑为这一充满希望的治疗领域点亮了一盏明灯。
