评估噬菌体pK8与多粘菌素B联合用药对抗临床多重耐药肺炎克雷伯菌的体外协同效应及药效学模型研究

　　本研究针对多重耐药肺炎克雷伯菌治疗难题，通过时间杀菌试验与药效学模型，首次定量揭示了噬菌体pK8与多粘菌素B的协同杀菌机制。研究表明该组合能通过细菌重敏化作用完全清除耐药菌，为临床联合治疗策略提供了重要理论依据。

　　

在全球公共卫生领域，多重耐药革兰阴性菌的蔓延已构成严峻挑战。其中，肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)作为关键病原体，引发的严重感染常伴随高发病率与死亡率。传统抗生素研发速度迟缓，而现有治疗方案效果有限，促使科学家将目光转向替代疗法。噬菌体治疗——一种利用特定病毒精准攻击细菌的方法——重新进入医学视野。尽管噬菌体疗法在东欧已有近百年历史，但其应用仍面临巨大障碍：高度特异性导致抗菌谱狭窄，细菌快速产生耐药性，以及个体化治疗的复杂性。

为突破这些局限，研究者开始探索将噬菌体与常规抗生素联合使用的策略。这种组合疗法有望发挥协同效应，克服单一疗法的不足。发表在《International Journal of Antimicrobial Agents》的这项研究，正是基于这一思路，对新型噬菌体pK8与多粘菌素B(polymyxin B)的组合效果进行了深入探索。

研究团队采用了几项关键技术方法：通过时间杀菌实验(time-kill assays)动态监测细菌和噬菌体数量变化；利用药效学建模(pharmacometric modelling)定量分析相互作用；采用非线性混合效应模型(nonlinear-mixed-effects modelling)进行参数估计；应用SAEM算法(Stochastic Approximation Expectation Maximization)进行最大似然估计。所有实验均使用临床分离的多重耐药肺炎克雷伯菌II-503菌株(mcr-1携带，对多粘菌素耐药)。

3.1. Static time-kill assays

3.1.1. Phage kinetics

研究发现游离噬菌体颗粒在所有实验中均增加并达到约10⁷–10⁹ pfu/mL的平台期，24小时内缓慢下降。在某些细菌接种量低于10⁵ cfu/mL的情况下，噬菌体增殖早期较慢。

3.1.2. Bacterial kinetics

对照组细菌生长至最大细菌容量10^7.5–10^8.5 cfu/mL。单独使用多粘菌素B(高达16 mg/L)无杀菌效果，细菌生长与对照组相当。单独使用噬菌体pK8在所有测试场景中早期均显示杀灭或抑菌作用，但后期均出现细菌再生。联合用药场景中，初始MOI_t=0低于1的实验显示早期强效杀菌后再生；而MOI_t=0=0.91联合多粘菌素B 4 mg/L的场景实现了细菌完全清除。

3.2. Pharmacometric modelling

药效学模型定量评估了PD相互作用。关键参数估计显示：最大细菌容量B_max为8.03 log₁₀ cfu/mL；感染细菌裂解率常数k_lysis为15.5 h^-1；裂解后新噬菌体颗粒的爆发大小N_burst为36.1 pfu×cfu^-1。模型比较表明，将协同作用建模为噬菌体pK8联合使用时多粘菌素B的细菌重敏化效果最佳(AIC=1781)，优于其他竞争模型。

研究结论表明，该药效学模型成功定量描述了噬菌体杀灭动力学及其与多粘菌素B联合使用时的PD相互作用。关键发现证实：虽然多粘菌素B单独使用无效果，噬菌体pK8单独使用不足以防止细菌再生，但联合应用产生了显著的杀菌效果直至完全清除。药效学模型将协同作用描述为与噬菌体pK8联合使用时细菌对多粘菌素B的重敏化。

讨论部分强调，本研究建立的药效学模型与Han等人的代谢组学发现一致，支持了 collateral sensitivity（ collateral sensitivity（伴随敏感性）的概念。研究方法通过时间分辨采样提供了对动力学和相互作用动态的更准确评估。尽管基于单一噬菌体-细菌对的体外数据不能直接转化为临床实践，但这项工作为设计有效的噬菌体-抗生素联合疗法提供了重要工具，最终有望改善多重耐药感染的治疗和患者预后。

这项研究首次建立了描述噬菌体和多粘菌素B对抗肺炎克雷伯菌PK和PD的药效学模型，为临床实践中设计有效的噬菌体-抗生素联合疗法提供了科学依据，对改善多重耐药感染的治疗和患者预后具有重要意义。