肺炎克雷伯菌Klebsiella pneumoniae是医院感染和尿路感染中的重要机会致病菌其荚膜多糖不仅帮助细菌逃避免疫清除也是区分不同菌株、追踪流行传播和制定疫苗或治疗策略的关键标志。传统血清学分型依赖抗血清存在成本高、周期长、批次差异大等局限PCR或测序方法无法区分活菌与死菌。因此面向临床场景的快速、灵敏和可扩展荚膜分型方法仍然十分必要。近日中国科学院微生物研究所冯婕研究团队在hLife发表了题为“A phage-based luminescent reporter platform for rapid typing of multiple capsular types of Klebsiella pneumoniae”的研究论文图1。该研究建立了一套基于发光报告噬菌体的平台将NanoLuc荧光素酶报告基因导入K2型特异噬菌体ΦRCIP0109获得ΦRCIP0109::nluc。图1 论文标题及作者信息噬菌体感染目标菌后即可产生可测量的发光信号将特异性识别信号转换为荧光信号。更重要的是平台利用受体结合蛋白receptor-binding protein, RBP决定噬菌体宿主范围的特点通过替换RBP在同一报告噬菌体底盘扩展到特异识别K1、K47、K57和K64等临床相关荚膜型图2。其中K1、K2和K57常与高毒力肺炎克雷伯菌相关K47和K64则是碳青霉烯耐药菌株中的常见荚膜型因而具有明确的临床监测价值。图2 基于RBP替换和发光报告的肺炎克雷伯菌荚膜分型平台示意图在K2检测中经纯化的报告噬菌体显著降低背景并提升信噪比107CFU/mL的细菌可在0.5小时内检出。检测限可达10 CFU/mL并可在2.5小时内实现阳性判定。RBP替换获得的四种工程化报告噬菌体同样保持高特异性能分别识别各自的目标荚膜型对非目标菌株未见明显交叉反应。模拟临床样本进一步验证了平台适用性。在合成尿液中K1、K2、K47、K57和K64型肺炎克雷伯菌在≥105CFU/mL时多数可于0.5小时内出现阳性信号在103-104CFU/mL范围也能形成一致发光曲线。在由大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌共同构成的多菌环境中报告噬菌体仍可在约3小时内准确识别目标菌株说明合成尿液中的复杂尿液微生态并未破坏荚膜型判别能力。为进一步提升敏感度研究采用定向进化优化报告噬菌体。最终得到的进化株Φ109::nluc-E7的发光信号比初始株提高10-100倍并将部分细菌浓度下的检出时间进一步缩短针对K57型的进化株Φ109_R57::nluc-E7也表现出更高斜率、更大信号面积、更高滴度和更强吸附效率扩展了定量检测范围。这项工作展示了将噬菌体天然特异性转化为诊断优势的可行路径。样本前处理和检测流程相对简洁有利于后续向临床检验等场景转化。未来若结合更多RBP资源、机器学习预测和蛋白设计可继续扩展到更多荚膜型和其他重点病原体。其快速、特异、可模块化扩展的特点有望服务于感染监测、精准用药和噬菌体治疗方案选择。✦ 作者简介第一作者宋怡瑶 硕士研究生机构山东第一医科大学中国科学院微生物研究所研究方向基于噬菌体的荚膜精准分型研究荆世松 博士研究生机构中国科学院微生物研究所研究方向噬菌体工程化改造策略研究通信作者冯婕 研究员机构中国科学院微生物研究所研究方向病原细菌多重耐药机制及噬菌体防治策略研究引用格式Song Y, Jing S, Li Y, et al. A phage-based luminescent reporter platform for rapid typing of multiple capsular types of Klebsiella pneumoniae. hLife 2026. https://doi.org/10.1016/j.hlife.2026.06.001.