ファージ感受性試験を高速化するラマンオーム解析プラットフォームを開発(Scientists Develop Ramanome-Based Platform to Accelerate Phage Susceptibility Test)

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2026-06-08 中国科学院(CAS)

中国科学院(CAS)青島生物エネルギー・バイオプロセス技術研究所(QIBEBT)と深圳市第三人民医院の研究チームは、細菌感染症治療に用いるバクテリオファージ(ファージ)の適合性を迅速に評価する「Ramanome-based Phage Susceptibility Test(RPST)」を開発した。RPSTはラマン分光法とランダムフォレスト機械学習モデルを組み合わせ、ファージ感染による細菌内部の核酸、タンパク質、脂質の変化を解析することで、従来11~21時間を要した宿主適合性評価を約1時間に短縮した。感染後40分以内の代謝変化を捉え、4つのラマン分光バイオマーカーから構築した複合感染指数(CII)を用いて感染細胞割合やファージ活性を定量評価できる。25組のファージ・細菌ペアで96%の一致率を達成し、感染感受性と耐性を迅速に識別した。さらに最小有効MOI(感染多重度)の推定も可能で、薬剤耐性菌対策として期待される精密ファージ療法の実用化を加速する技術として注目される。今後は多施設・大規模検証による再現性評価が課題である。

ファージ感受性試験を高速化するラマンオーム解析プラットフォームを開発(Scientists Develop Ramanome-Based Platform to Accelerate Phage Susceptibility Test)
Overview of ramanome-based phage susceptibility test (Image by LIU Yang)

<関連情報>

ラマノームによる迅速かつ定量的なファージ感受性試験 Rapid and quantitative phage susceptibility test by ramanome

Xiao Han, Xiaofu Wan, Yang Zhou, Xiaoting Fu, Xiaoshan Zheng, Bo Gao, Shi Huang, Anle Ge, Jiadong Huang, Hongzhou Lu, Jian Xu
mLife  Published: 21 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/mlf2.70089

Abstract

Antimicrobial resistance poses an escalating global threat, renewing interest in bacteriophage therapy as a precision alternative to antibiotics. However, clinical translation remains hindered by the lack of rapid and quantitative phage susceptibility testing (PST) platforms capable of evaluating host range, infection potency, and effective multiplicity of infection (MOI). Here, we present a ramanome-based phage susceptibility test (RPST), a phenotypic platform that captures infection-induced remodeling of bacterial macromolecular composition to unify these diagnostic requirements within a single workflow. RPST integrates four Raman biomarkers into a Composite Infection Index (CII), enabling rapid and lysis-independent discrimination between susceptible and resistant bacterial populations within ~1 h, with 96.0% categorical concordance (24/25) to plaque assays. As a continuous population-level metric, CII quantifies the proportion of infected cells, allowing quantitative ranking of phage potency against shared hosts. By resolving CII trajectories across the MOI and time, RPST further determines the minimal effective MOI, which is the lowest phage-to-bacterium ratio sustaining self-propagating infection, thereby defining the lower boundary for therapeutic feasibility. Together, these capabilities transform PST from static compatibility assays into a dynamic and quantitative framework that bridges in vitro infectivity assessment and infection dynamics relevant to phage therapy.

生物化学工学
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