微生物所冯婕团队揭示Webervirus噬菌体双受体识别适应肺炎克雷伯菌表面结构变化

肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）是临床重要的多重耐药条件致病菌，其表面荚膜多糖（CPS）既是关键毒力因子，也是多数噬菌体识别宿主的最外层受体。然而，在传代、感染及免疫压力作用下，肺炎克雷伯菌常发生荚膜丢失或表面结构改变，限制依赖单一荚膜受体的噬菌体感染。因此，噬菌体如何在宿主表面结构变化中维持感染能力，是理解其宿主范围演化的重要科学问题。

近日，中国科学院微生物研究所冯婕团队在mBio发表题为“Webervirus phages exploit capsule- and O-antigen-targeting receptor-binding proteins to access diverse Klebsiella pneumoniae hosts”的研究论文。研究以Webervirus属噬菌体为模型，深入挖掘其适配宿主受体变异的分子机制。

研究发现Webervirus噬菌体存在两种互补的感染模式：一类依赖CPS靶向受体结合蛋白（Receptor bingding protein, RBP)识别荚膜，表现出明确的KL型特异性；另一类则在宿主荚膜缺失时转而利用O抗原作为受体，实现对无荚膜菌株的感染。这种双受体识别策略，正是噬菌体应对宿主表面结构变异的重要适应性机制。进一步分析表明，O抗原靶向RBP与CPS靶向RBP分属不同进化分支，代表独立的宿主识别模块，且部分O抗原靶向RBP可识别多种O抗原类型。研究还证明，通过同源重组替换单个RBP基因即可改变噬菌体宿主范围，说明RBP是决定宿主识别能力的可交换功能单元。

Webervirus噬菌体双靶向受体结合蛋白介导的广谱宿主识别示意图

该研究首次阐明Webervirus属噬菌体通过双受体识别适应肺炎克雷伯菌表面结构变化的分子机制，揭示了RBP模块化重组在宿主范围演化中的核心作用，为理解噬菌体-宿主协同演化及噬菌体工程改造提供了理论依据。

山东第一医科大学与中国科学院微生物研究所联合培养博士研究生丁子煊和中国科学院微生物研究所已毕业博士研究生穆永其为论文共同第一作者，微生物所冯婕研究员、中国疾病预防控制中心周海健研究员及微生物所王超副研究员为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金资助。

文章链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/mbio.00046-26