A Dewan,D B Goulart, Phage therapy in aquaculture: mechanisms, applications and future directions. Journal of Fish Diseases, 2026: e70246.
当前,全球水产养殖业面临着细菌性疾病的日益严峻的挑战,同时由于对抗菌素耐药性(AMR)的广泛担忧,抗生素的使用受到了越来越严格的限制。噬菌体疗法(Phage Therapy),即通过治疗性应用噬菌体来选择性地感染和裂解病原细菌,提供了一种极具靶向性的策略,不仅能够对抗具有 AMR 特征的病原体,同时还能将对生态系统的破坏降至最低。本文全面综合了目前关于水产养殖中主要细菌性病原体的现有证据,特别聚焦于由气单胞菌(Aeromonas)、弧菌(Vibrio)、爱德华氏菌(Edwardsiella)、黄杆菌(Flavobacterium)和链球菌(Streptococcus)等引起的感染。现有的体内研究表明,基于噬菌体的干预措施,尤其是噬菌体鸡尾酒(Phage Cocktails)疗法,能够显著提高水产养殖物种(包括鲶鱼、鲑鱼和虾)的存活率。然而,目前的证据基础主要由实验室挑战性研究构成,其在实验设计、结果测量、给药策略以及宿主 - 病原体系统等方面存在着巨大的异质性,这限制了直接的跨研究比较以及更广泛的转化解释。此外,大规模现场实施、噬菌体抗性细菌变异株的出现、制剂与递送的限制以及缺乏标准化的监管框架等问题,仍是亟待解决的挑战。本综述评估了噬菌体疗法在水产养殖中的转化准备度,深入探讨了噬菌体分离、制剂和递送策略方面的最新进展,并讨论了阻碍其商业化应用的关键实际、监管和科学障碍。最后,本文指出了优先研究领域和战略投资方向,以促进噬菌体疗法从实验性的概念验证向常规实践的顺利过渡。
1 引言 (Introduction)
根据联合国粮食及农业组织(FAO)的定义,水产养殖是指对水生生物(包括鱼类、软体动物、甲壳类和水生植物)的养殖活动,它在全球粮食安全和可持续食品生产中扮演着至关重要的角色。通过提供价格合理且高质量的动物蛋白来源,该行业对经济发展和环境可持续性做出了巨大贡献。根据 FAO 的调查数据,2019 年全球水产养殖的总产量达到了 1.2 亿吨,创造了约 2746 亿美元的市场价值。
尽管取得了这一显著增长,水产养殖业仍面临着重大制约,特别是传染性疾病爆发相关的挑战。这些疾病每年导致数十亿美元的经济损失。与陆地生产系统不同,水生环境通过共享的水体和饲料,极大地促进了病原体在相邻种群间的快速传播。因此,传染性疾病极易在养殖种群中迅速蔓延,往往导致极高的死亡率,特别是在幼体和发育早期的幼鱼阶段。此外,一些水生细菌病原体,特别是弧菌属(Vibrio spp.),具有人畜共患的潜力,可能引发公共卫生问题。
为了减轻疾病暴发的危害,抗生素长期以来在水产养殖中被广泛用于治疗和预防目的。然而,抗生素频繁且缺乏监管的使用加速了水生环境中抗菌素耐药性(AMR)的出现和传播,这已成为日益威胁动物、人类和环境健康的全球性问题。
为应对这些挑战,噬菌体疗法作为传统抗菌治疗的有效替代方案,正受到越来越多的关注。噬菌体是专门感染和裂解细菌细胞的病毒,提供高度靶向的抗菌活性,同时最大限度地减少对有益微生物群落的破坏。最早将噬菌体应用于水产养殖以控制嗜水气单胞菌(A. hydrophila)的记录可以追溯到 1981 年。自那时起,大量研究证明了基于噬菌体的干预措施(包括噬菌体鸡尾酒)对主要水产养殖病原体的效力。尽管如此,几个挑战仍然限制了其大规模实施,包括单一噬菌体的宿主范围狭窄、噬菌体抗性细菌变体的出现、环境对噬菌体稳定性和效力的影响,以及对精确匹配宿主与噬菌体的要求。
2 水产养殖中的细菌性病原体 (Bacterial Pathogens in Aquaculture)
细菌性病原体是水产养殖中传染病的最主要原因之一,并仍然是全球该行业可持续增长的主要制约因素。许多细菌物种都会引起严重影响有鳍鱼类和贝类生产系统的重大经济疾病。其中最突出的包括弧菌属(Vibrio spp.)、气单胞菌属(Aeromonas spp.)、柱状黄杆菌(Flavobacterium columnare)和粘细菌属(Tenacibaculum spp.),这些病原体常常导致养殖水生生物出现高发病率和高死亡率的严重疾病爆发。这些感染严重损害动物的健康和福祉,降低生产效率,并给水产养殖经营带来沉重的经济负担。
原文列举的核心病原体包括:导致淡水鱼柱状病的柱状黄杆菌、引起鲑鱼细菌性冷水病(BCWD)的嗜冷黄杆菌、导致运动性气单胞菌败血症(MAS)的嗜水气单胞菌、以及导致各类水产动物弧菌病、爱德华氏菌病和链球菌病的病原。
细菌性疾病带来的社会经济后果在热带和发展中地区尤为明显,因为在这些地区,水产养殖对粮食安全、就业和农村生计至关重要。疾病爆发会导致巨大的产量损失、治疗成本增加、市场价值降低,并破坏当地和国际贸易。除了直接的经济影响,细菌性疾病还可能通过改变水生生物多样性、破坏本地物种族群以及增加病原体在自然水生环境中传播的风险,从而影响生态系统的稳定性。
在水产养殖中,由细菌性疾病引起的经济负担相当沉重。在印度,疾病相关的损失估计约为 24.8 亿美元,占年度水产养殖产值的 14.95%,仅细菌性出血性败血症一项就造成了约 3.2647 亿美元的损失。同样,在巴西,淡水养殖鱼类生产系统中由细菌和寄生虫疾病造成的年度损失约为 8400 万美元。在中国,水产养殖疾病爆发每年造成的损失估计超过 12 亿美元,而在海洋和半咸水养殖中,对虾产量下降已导致超过 4.2 亿美元的直接经济损失。这些数据集体突显出迫切需要有效、可持续且经济上可行的疾病管理策略。
3 水产养殖中的抗生素与抗菌素耐药性 (AMR)
抗生素仍然是预防水产养殖中细菌性疾病的主要策略。在生产系统中广泛使用了多种抗菌药物,包括喹诺酮类(QNs)、磺胺类(SAs)、四环素类(TCs)、氨基糖苷类(AGs)、大环内酯类(MLs)、氯霉素类(CAPs)、β- 内酰胺类、硝基呋喃类(NFs)和林可酰胺类(LINs),以及土霉素、氟苯尼考和多粘菌素(PLs)等常用化合物。尽管这些药物极大地促进了疾病控制和产量的提升,但它们的大量且缺乏规范的使用,加速了水生环境中抗生素耐药细菌的出现、选择和扩散。
水产养殖中 AMR 的崛起是 “同一个健康”(One Health)框架下的一个重大问题,因为耐药细菌和抗生素耐药基因可能会在水生动物、环境宿主和人类群体之间转移。接触可能发生在食用受污染的海鲜、直接接触水产养殖环境或具有抗性的微生物及其决定簇在环境中散播时。因此,源自水产养殖的 AMR 已经成为一个重要的公共卫生议题。
除了促进耐药性外,过度使用抗生素还导致了药物残留物在水生生态系统中的积累。在养殖生物、水体和与水产养殖活动相关的沉积物中已经检测到了残留的抗生素。例如,在中国广东省的海洋水产养殖区的多种鱼类体内检测到了磺胺类残留。同样,在越南对虾养殖系统的水柱和沉积物中检测到了甲氧苄啶(TMP)、磺胺甲恶唑(SMX)、诺氟沙星(NFXC)和恶喹酸(OXLA)的残留。这些化合物在水生环境中的长期存在,会对微生物群落施加选择性压力,促进多重耐药(MDR)细菌群落的出现和维持。
尽管 AMR 构成的威胁不断升级,但由于科学、经济和监管方面的重重挑战,新型抗生素的研发已大幅放缓。因此,开发传统抗菌疗法的可持续、高靶向性替代方案迫在眉睫。在这一背景下,噬菌体疗法已经成为一种极具前景的策略。
4 水产养殖中的噬菌体疗法 (Bacteriophage Therapy in Aquaculture)
4.1 噬菌体的分离与表征 (Phage Isolation and Characterization)
用于治疗应用的噬菌体可以从与水产养殖系统相关的广泛环境中分离出来,包括地表水、沉积物、废水和污水,在这些环境中噬菌体自然与其宿主细菌共存。候选治疗性噬菌体的分离和表征遵循标准化的工作流程,包括样本澄清、过滤、富集、噬菌斑纯化以及全面的生物学和基因组表征。
最初,环境样本通过低速离心进行澄清以去除悬浮颗粒和有机碎片。随后,上清液通过 0.22 μm 膜过滤器过滤,以消除细菌细胞,同时保留病毒颗粒。为了增加噬菌体的丰度和促进检测,在适当的生长条件下,将滤液与处于对数生长期的靶标宿主细菌共孵育进行富集。通常使用细菌草坪上的点滴法来评估噬菌体的裂解活性,随后采用双层琼脂噬菌斑测定法分离出单个克隆噬菌体群。
纯化的噬菌体随后需接受一系列表型评估,包括宿主范围测定、铺板效率(EOP)分析以及在不同 pH 值和温度范围内的稳定性评估。此外,还需要确定最佳感染复数(MOI),以找出能最大化抗菌活性同时最小化噬菌体投入需求的噬菌体 - 细菌比例。
在应用于治疗部署之前,全面表征至关重要。候选噬菌体应通过透射电子显微镜(TEM)进行检测,以确定其形态特征和分类归属;同时,运用全基因组测序(WGS)来评估基因组安全性和功能潜力。基因组筛选特别重要,必须确认不存在与溶原性、细菌毒力、抗生素耐药性或其他可能损害治疗安全性的不良性状相关的基因。只有满足这些生物学和基因组学标准的严格裂解性噬菌体,才应被视为适合进行治疗应用的候选者。
4.2 噬菌体 - 宿主相互作用的分子机制 (Molecular Mechanisms of Phage-Host Interactions)
治疗性噬菌体的抗菌活性主要通过裂解周期介导,该周期包含五个连续阶段:吸附、穿透、复制、组装和裂解。尽管不同噬菌体家族和宿主 - 噬菌体系统中的分子细节有所不同,但这些导致细菌感染和破坏的基本过程是普遍保守的。
感染过程始于 “吸附”,在此期间,噬菌体识别并结合到细菌表面的特定受体上。这些受体可能包括外膜蛋白、脂多糖、荚膜、菌毛或鞭毛,具体取决于宿主物种和噬菌体类型。宿主识别是决定噬菌体特异性的关键因素,它在很大程度上界定了单个噬菌体的宿主范围。附着后,许多噬菌体利用能够降解细菌细胞包膜成分的尾部相关酶,从而将基因组传递到宿主细胞质中。
在 “穿透” 阶段,特殊的结构蛋白和酶促机制使噬菌体核酸能够穿过细菌包膜。一旦进入宿主细胞,“复制” 阶段开始,噬菌体编码的蛋白质通过将细胞资源重定向至病毒复制来重塑细菌代谢,并抑制正常的宿主功能,包括细菌 DNA、RNA 和蛋白质的合成。
穿透后,新合成的噬菌体基因组和结构蛋白在 “组装” 阶段通过高度协调的自组装过程装配成成熟的病毒体。最后阶段涉及宿主细胞的破坏和子代噬菌体的释放,这一过程由一组噬菌体编码的裂解蛋白介导。穿孔素(Holins)在细菌内膜上形成孔洞,使内溶素(endolysins)能够接触并降解肽聚糖层。在革兰氏阴性菌中,spanins 蛋白促进外膜的破坏,最终导致渗透性裂解并释放能够引发下一轮感染的新生病毒体。
除了直接的杀菌活性外,噬菌体还能干扰细菌生物被膜(biofilms)。生物被膜是嵌入在主要由多糖、蛋白质和核酸组成的保护性胞外聚合物(EPS)基质中的结构化微生物群落。许多噬菌体能够产生胞外多糖降解酶(包括多糖解聚酶),穿透生物被膜基质并更容易接触到嵌入其中的细菌细胞。通过生物被膜降解和细菌裂解的结合作用,噬菌体可以大幅度降低生物被膜的完整性和生存力。
4.3 噬菌体疗法的战略实施与功能优势 (Strategic Implementation and Functional Advantages)
为了克服单个噬菌体宿主范围狭窄的缺点并降低耐药性发展的可能性,治疗制剂通常采用 “噬菌体鸡尾酒”(phage cocktails),该鸡尾酒由靶向相同或相关病原菌的多种基因不同的噬菌体组成。治疗性噬菌体的商业规模生产通常涉及在敏感细菌宿主上的扩增,随后进行旨在去除细胞碎片、内毒素和其他污染物的纯化程序。
为了提高环境稳定性并促进实际应用,纯化的噬菌体制剂可使用生物可降解聚合物中的微囊化等技术进行配制。这些制剂改善了对 pH 波动、温度应激和酶促降解的抵抗力,从而延长了保质期。
噬菌体疗法的主要优势之一是其高度的宿主特异性。这大幅减少了对共生微生物群的脱靶效应,最大限度地减少生态干扰。噬菌体还可能与传统抗生素产生协同作用;实验研究表明,噬菌体 - 抗生素组合可降低细菌最低抑菌浓度(MICs),这为对抗多重耐药(ESKAPE)病原体感染改善了治疗结果。
从经济和环境的角度来看,噬菌体在感染部位复制,没有持久性化学残留,非常符合联合国的可持续发展目标(SDGs)。同时,噬菌体可以很容易地利用紫外线(UV-A/UV-C)照射、热灭活等物理化学因素进行有效灭活。现有证据也表明,水产养殖中应用噬菌体在预防死亡的同时通常还能保护微生物群。
4.4 噬菌体的治疗效力 (Phage Therapeutic Efficacy)
噬菌体的治疗效力是通过反复的细菌感染和裂解周期实现的,这导致噬菌体种群在感染部位发生局部扩增,同时降低病原体负荷。当噬菌体在细菌定植的早期阶段给药时,治疗效果通常会得到增强,因为此时靶标细菌主要以浮游形式或新附着形式存在。
多项研究表明,噬菌体鸡尾酒提供的保护通常大于单一噬菌体制剂。例如,靶向弧菌属的噬菌体鸡尾酒在南美白对虾(Litopenaeus vannamei)中达到了 91.4% 的存活率,而未处理对照组仅为 20%。同样,靶向嗜水气单胞菌的双噬菌体鸡尾酒(Φ2 + Φ5)在 MOI 为 100 时,使条纹鲶鱼的存活率高达 100%。多项研究也报告指出,当噬菌体以 “预防性” 给药时(如针对大西洋鲑幼鱼的弧菌噬菌体 CHOED 浴疗,存活率达 100%)其效果远优于感染后的治疗。
4.4.1 证据质量与转化准备度的严格评估
目前约 85% 的可用研究采用了实验室挑战(LC)模型。尽管这些实验提供了重要的概念验证,但它们并未充分复制商业水产养殖系统中遇到的复杂环境条件(如紫外线辐射、温度、盐度波动和有机质负荷)。半现场和现场研究数量有限,并且在宿主种类、病原株系、挑战强度和测量结果方面存在极大的异质性。
即使研究报告的治疗组生存率相似(如都超过 80%),但对照组生存率却差异巨大(从低于 10% 到超过 50% 不等),导致相对风险(RR)和比值比(OR)等标准化效应指标大相径庭。因此,缺乏标准化的挑战方案和一致的报告框架极大地限制了定量的证据整合。
4.5 效力与免疫调节作用 (Efficacy and Immunomodulatory Effects)
许多实验研究表明,早期预防性和治疗性噬菌体施用均可显著提高水生生物的抗病性和存活结果。例如,在感染致死剂量嗜水气单胞菌的 Pangasius buchanani 中,以 1.0 × 10⁴ PFU/fish 肌肉注射噬菌体鸡尾酒可产生 93% 的保护率。有趣的是,过低或过高的剂量都与功效降低有关,这表明治疗效果受噬菌体剂量和治疗时机等因素的强烈影响。
除了直接的抗菌活性外,越来越多的证据表明噬菌体衍生产品可能会影响宿主免疫反应。噬菌体裂解物包含能够与先天免疫途径相互作用的分子模式,可增强宿主防御机制。一项针对虹鳟鱼测试 BAFADOR(新型噬菌体制剂)的研究显示,血清总蛋白、免疫球蛋白水平和溶菌酶活性均显著升高。这些观察结果表明,噬菌体疗法的益处远远超出了单一的病原体消除,还可以作为宿主防御机制的间接驱动力。
4.6 给药途径与制剂策略 (Administration Routes and Formulation Strategies)
水产养殖中的噬菌体疗法受给药途径和所用配方的影响。最合适的递送方法取决于感染的类型、鱼种、生产规模及成本。
•浸浴法 (Bath immersion):被广泛使用,因为它可以同时处理大量鱼类,并最大限度地减少操作压力,特别适合外部感染。
•注射法 (Injection):通过腹腔内(IP)、肌肉内(IM)或静脉内(IV)途径,能实现精确剂量和高全身生物利用度,适用于严重的全身性感染。
•口服给药 (Oral administration):将其整合到常规饲喂中是最实用且经济上可行的路线。然而,口服递送面临着胃酸和消化酶使噬菌体失活的挑战,这使得肠溶衣或 pH 缓冲剂等保护性配方策略变得不可或缺。
在天然生物聚合物基质中微囊化噬菌体已成为最具前景的配方技术之一,这可以大幅度保护噬菌体免受恶劣胃肠道环境的破坏。
4.7 噬菌体鸡尾酒应用的优势 (Advantages of Phage Cocktail Applications)
噬菌体鸡尾酒通过同时靶向多个细菌受体或菌株,扩大了治疗覆盖范围,有效克服了单个噬菌体宿主范围有限的缺陷。它们能提供对不同病原菌株更可靠的抑制,并减少噬菌体抗性细菌的出现。
现代噬菌体鸡尾酒设计越来越倾向于整合基于受体多样性、互补感染机制、宿主范围分析和感染网络建模的噬菌体。除了控制浮游细菌外,噬菌体鸡尾酒还可以为生物被膜管理做出贡献。有证据表明,靶向肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌的噬菌体鸡尾酒分别使生物被膜生物量减少了 34.5% 和 34.1%。
4.8 监管、制造与生物安全框架 (Regulatory, Manufacturing and Biosecurity Frameworks)
要在水产养殖中实现噬菌体疗法从研究向常规商业应用的过渡,必须解决制造业的制造与纯化问题。必须采用经验证的质控程序确保产品一致性,最大程度减少细菌污染物和内毒素。全基因组分析已成为噬菌体安全评估的基本组成部分,排除了任何可能导致不良遗传性状意外传播的隐患。在开放的水产养殖系统中,环境风险评估至关重要。
监管审批仍是商业化的主要障碍之一。因为现有的监管框架主要是为化学合成的治疗药物开发的,并未完全适应噬菌体产品(特别是鸡尾酒产品)这种动态生物制剂的独特性。因此,建立协调统一的监管标准、生产要求和效力评估框架将是至关重要的。
5 局限性与挑战 (Limitations and Challenges)
尽管越来越多的证据支持噬菌体的治疗潜力,但重大障碍继续阻碍其作为常规干预措施的广泛采用。
5.1 商业水产养殖中的实际障碍 (Practical Barriers)
商业生产条件下保持产品的稳定性和一致性是一个主要挑战。噬菌体易受物理化学应激源的影响(如紫外线辐射、温度、pH 变化和高盐度)。此外,高有机负荷和微生物竞争可能减弱噬菌体滴度,使得实验室与现场性能存在巨大差异。而且,许多候选噬菌体的基因组特征描述仍然不完整,存在安全隐患。
5.2 监管与经济局限性 (Regulatory and Economic Limitations)
在许多司法管辖区,噬菌体作为兽医药品受到监管,适用的仍然是传统药物的审批程序。这极大地增加了噬菌体鸡尾酒的开发成本、监管负担和审批时间。天然存在的噬菌体的知识产权保护可能具有挑战性,削弱了私营部门的投资动力。
5.3 临床转化障碍 (Clinical Translation Barriers)
许多在哺乳动物系统中的基础研究依赖小鼠模型,这无法准确预测由于热生理学、免疫功能和宿主 - 病原体相互作用的差异导致的冷血水生鱼类物种中的治疗结果。大量研究仍以实验室、观察性报告和较小的临床调查为主,缺乏大型、随机、对照研究。
6 未来展望 (Future Perspectives)
6.1 大规模、多中心现场试验 (Large-Scale, Multi-Site Field Trials)
迫切需要开展涵盖不同地理区域、宿主物种、生产系统和病原体复合体的大规模、多中心现场试验。未来的研究应尽可能纳入随机对照试验(RCT)原则,并采用类似于 CONSORT 指南的标准化报告框架,以改善证据质量并增强元分析评估。
6.2 建立全球水产养殖噬菌体库 (Establishment of a Global Phage Library)
开发一个公开访问和国际协调的噬菌体资源库可以减少分离工作的重复,建立更有效的鸡尾酒配方。通过 FAO 或世界动物卫生组织(WOAH)等国际组织的协调,可以提供标准化数据共享并确保跨地区公平获取的有效机制。
6.3 噬菌体工程与合成生物学的进展 (Advances in Phage Engineering)
基因工程可以通过修饰受体结合蛋白来扩大宿主范围,而基于 CRISPR-Cas 的噬菌体平台可以被开发为选择性靶向携带特定毒力或抗性决定簇的细菌菌株。
6.4 多模式疾病管理:噬菌体 - 益生菌 - 疫苗整合 (Multi-Modal Disease Management)
未来的疾病控制策略应该超越单一的干预,结合噬菌体疗法、益生菌(以进行免疫启动)和疫苗接种(以提供适应性免疫)。这种三位一体的方法代表了集约化水产养殖中最具希望的可持续疾病管理框架。
6.5 统一的监管框架与负责任的实施 (Harmonized Regulatory Frameworks)
监管机构应考虑采用针对噬菌体的特异性框架,考虑到其与细菌宿主共同进化、自我扩增的性质和基因组可塑性等独特生物学特性。
6.6 长期生态与进化影响 (Long-Term Ecological and Evolutionary Impacts)
未来的研究应该评估长期持续使用噬菌体对非靶向微生物群落、环境噬菌体种群、微生物多样性以及噬菌体与其细菌宿主之间的宿主 - 噬菌体共同进化动力学的影响。这对于评估环境风险及获得商业批准至关重要。
7 结论 (Conclusion)
噬菌体疗法代表了一种应对水产养殖中细菌性疾病和抗菌素耐药性(AMR)的极具前景且环境可持续的策略。噬菌体能够有效控制影响有鳍鱼类和贝类的主要细菌病原体,在提高存活率的同时减少对传统抗生素的依赖。其高宿主特异性、靶向多重耐药细菌的能力以及对非靶点微生物群落的最小影响,使其成为现代水产养殖系统中理想的疾病管理候选方案。
然而,当前的证据基础仍然受到重大的科学和转化限制。大多数研究仅限于受控的实验室环境,且缺乏标准化的效力评估、特定配方和针对性监管框架。为了实现行业的常规采用,必须采取协调一致的努力来生成高质量的现场证据、建立可访问的噬菌体库、推进噬菌体工程并制定国际统一的监管途径,将其整合到更广泛的综合生物安全与疾病管理框架中去,方能全面释放其降低抗生素依赖、保障水产养殖业长远可持续发展的巨大潜力。
8 文章图释 (Figure Legends)
图释 1:噬菌体分离、鉴定和表征的标准化工作流程。该方案从制备过夜宿主培养物和收集环境样本开始。过程按以下步骤逐步进行:(1) 通过离心和 0.22 μm 滤膜对样本(如污水或土壤)进行澄清和过滤;(2) 用宿主细菌富集滤液以扩增噬菌体滴度;(3) 通过点滴试验筛选以确定裂解活性;(4) 使用双层琼脂试验进行噬菌斑纯化,以分离克隆群;(5) 通过滴度测定、TEM 成像和全基因组测序进行表征。一旦经过鉴定和安全性筛选,噬菌体可用作跨多个领域(包括水产养殖、食品安全和人类健康)的生物防治剂。
图释 2:噬菌体裂解周期。本图说明了有尾噬菌体的裂解周期,这是水产养殖中治疗应用的基本机制。过程始于 “吸附”,噬菌体特异性结合到细菌细胞表面上互补的受体。吸附后,结构成分和尾部相关酶促进病毒 DNA 穿过细菌细胞包膜转移进入细胞质。一旦内化,病毒基因组就会劫持宿主的代谢机器,以优先合成病毒酶和结构蛋白。在 “组装” 期间,病毒组件自我组装成成熟的病毒体。“裂解” 发生在噬菌体编码的穿孔素(holins)破坏细菌内膜时,这允许内溶素(endolysins)降解肽聚糖层并释放能够启动进一步感染循环的子代病毒体。这种级联反应能够在最大限度减少对有益微生物群落破坏的同时,实现致病细菌的靶向根除。
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