本网讯（生命科学与医学工程学院）在抗生素耐药性危机日益严峻的背景下，鲍曼不动杆菌等多重耐药“超级细菌”已成为全球最难治疗的院内感染病原体之一。噬菌体疗法利用能够特异性侵染细菌的病毒来清除耐药菌，被视为抗生素之外最具前景的替代疗法之一。然而，细菌普遍进化出了多种抗噬菌体防御系统。阐明这些防御系统的作用机制，是推动噬菌体疗法走向临床、应对耐药菌感染的关键步骤。近期，生命科学与医学工程学院马金鸣-葛宏华团队在国际权威学术期刊Nucleic Acids Research发表题为“Structural and enzymatic insights into QatD, a dual-function TatD-like nuclease in the QatABCD anti-phage defense system”（DOI：10.1093/nar/gkag776）的研究成果，揭示了鲍曼不动杆菌一种关键抗噬菌体防御蛋白QatD的作用机制，为突破细菌防御、优化噬菌体疗法提供了新的思路。安徽大学生命科学与医学工程学院王旭、汪娜与首都医科大学附属北京妇产医院张琳为该论文的共同第一作者，马金鸣、葛宏华和汪娜为共同通讯作者，张梅霖、许亚玲及首都医科大学附属北京妇产医院曹正参与了本项研究，安徽大学为第一署名单位。该工作得到了国家自然科学基金与安徽省自然科学基金的资助。
QatABCD是细菌中广泛存在的一类抗噬菌体防御系统，其中QatBC已被证实具有防御功能，但同样保守的QatD此前功能未知。研究发现，QatD具备两种互补的核酸酶活性，既能从噬菌体单链DNA的末端逐步降解，也能识别并切割DNA双链中因损伤形成的特殊位点；携带QatD的细菌可有效抵御λ、P1等多种噬菌体，表明其是一个独立且有效的防御效应蛋白。尤其重要的是，QatD的活性受细菌自身代谢状态的精密调控：在健康细胞中，充足的核苷三磷酸（NTP）会抑制QatD活性，使其保持沉默；一旦噬菌体感染导致NTP大量消耗，这一抑制随即解除，被激活的QatD进而降解噬菌体DNA，阻断其复制扩增。该机制揭示了一种基于细胞代谢状态感知感染威胁的抗噬菌体防御策略，使细菌能够在正常状态下有效限制防御系统的潜在毒性，而在遭受噬菌体侵染时迅速启动强效防御，从而实现防御效率与宿主自身安全之间的精准平衡。
图 QatD参与抗噬菌体防御的分子机制模式图
这项研究不仅阐明了QatD的作用机制，也揭示了细菌如何将古老的DNA修复酶进化为高效的抗病毒武器，而这种依赖代谢状态进行调控的策略在多种细菌免疫系统中普遍存在。对鲍曼不动杆菌等临床常见的多重耐药菌而言，明确QatD等防御系统的作用机制，有助于研究人员设计能够规避或抑制这些防御系统的噬菌体制剂，从而提升噬菌体疗法应对耐药菌感染的有效性。
近年来，由葛宏华教授与马金鸣教授带领的微生物侵染与适应性机制研究团队聚焦于病原菌-宿主互作、细菌代谢调控与适应性防御机制的研究，相关成果已陆续发表于mBio（2025）、Science Advances（2025）、Advanced Science（2025）、PNAS（2026）、Journal of Biological Chemistry（2026）、Nucleic Acids Research（2026）等国际学术期刊，为解析细菌致病与免疫防御的分子机制积累了系统的研究基础，也为噬菌体疗法优化、抗菌药物靶点发现等应对细菌耐药性的转化研究提供了理论支撑。
