近日，华中农业大学李锦铨教授团队在nature communications在线发表题为“in situ gut microbiota editing: enhancing therapeutic efficacy for bacterial colitis by compatible oral hydrogel microspheres with phages”的研究论文。该研究构建了全新的面向“半生命体”（噬菌体）的高效包埋递送平台，可精准降低肠道致病性沙门氏菌等模式病原菌的数量，同时有效避免对肠道益生菌与共生菌的干扰（图1）。该制剂显著提升了噬菌体在动物体内的稳定性与抗菌疗效，为畜禽肠道健康调控提供了安全高效的新手段。研究成果为开发新型绿色饲料添加剂、替代抗生素防控细菌感染提供了全新的技术路径，展现出广阔的养殖业应用前景和产业化潜力。
图1 噬菌体微球制剂的制备与肠道病原菌感染治疗示意图
畜禽养殖精准防控：抗菌制剂与绿色养殖的新策略
在畜禽养殖过程中，沙门氏菌、大肠杆菌等病原菌感染是导致饲料转化率下降、动物腹泻、肠炎甚至死亡的重要原因之一，这对动物健康及养殖效益造成严重威胁。长期以来，抗生素凭借其显著的抑菌和促生长作用，被广泛用于畜禽养殖环节。然而，随着抗生素的过度与不合理使用，病原菌的耐药性问题日益突出，导致传统防控手段效果逐渐下降。为应对这一挑战，国家相继出台了“养殖减抗、饲料禁抗”等政策，推动行业向更加绿色、安全、可持续的方向发展。在此背景下，开发安全高效的新型抗菌替代策略，以减少或替代抗生素的使用，已成为当前畜牧业科技创新的关键方向。
基于此，该研究提出了一种针对畜禽病原菌的精准防控策略—噬菌体微球抗菌制剂（图2）。噬菌体是一类天然细菌病毒，仅能感染特定宿主细菌，对动物及肠道有益菌几乎无影响。利用噬菌体，可在不依赖传统抗生素的情况下，有效抑制病原菌繁殖，实现定向防控，为绿色养殖提供天然、安全的解决方案。
图2 噬菌体递送用于防控畜禽肠道病原菌感染示意图
双响应型水凝胶微球：高效递送噬菌体
为克服噬菌体在畜禽肠道中易受胃酸、胆盐和消化酶破坏的问题，该研究开发了双响应型水凝胶微球递送系统，可负载靶向病原菌的噬菌体，实现高效保护与精准释放（图3）。该系统采用fda认证的可食用安全材料（如海藻酸钠、透明质酸钠等），通过温和静电雾化工艺制备，具有以下优势：①胃酸屏障保护：微球在胃部环境中保持稳定，保证噬菌体到达肠道仍具活性；②肠道定向释放与缓释：微球与肠道黏附良好，延长噬菌体滞留时间，实现持续防控；③高效负载与活性保留：温和制备工艺避免高温和有机溶剂，对噬菌体的包封效率达90%，最大限度保持噬菌体活性。
图3 噬菌体微球制剂在消化道的转运与响应释放示意图
体内验证：安全高效的病原菌防控
在小鼠模型中，噬菌体微球可显著降低沙门氏菌的相对丰度，其抗菌效果与临床一线抗生素（环丙沙星）相当，同时不会破坏益生菌群结构。与传统抗生素相比，噬菌体微球减少了耐药菌风险，可持续防控病原菌感染，有助于降低腹泻发生率、提升动物健康和生产性能，并提高饲料转化效率（图4）。
图4 噬菌体微球制剂在小鼠沙门氏菌感染模型中的抗菌效果
绿色养殖与饲料添加剂应用前景
在实际应用过程中，这种噬菌体微球制剂可直接添加至畜禽的日常饲料中，实现便捷、持续、可控的病原菌防控。作为一种天然、安全的抗菌制剂，它不仅能替代或减少抗生素使用，还为发展绿色养殖和无抗饲料添加剂提供了技术路径。未来，这一策略可推广至不同畜禽品种和养殖模式，用于防控耐药性病原菌、提升动物生产性能和饲料利用效率，展现出广阔的产业化应用潜力。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-65498-1；
该项工作得到国家重点研发计划基金（2023yfd1801000; 2025yfc3408400）、国家自然科学基金（32322082）和华中农业大学校自主创新基金（2662025sppy004）等项目资助。
并列通讯作者信息：宋智勇，华中农业大学副教授。研究方向聚焦响应型纳米药物递送系统设计及其在病原微生物防控中研究，目前以第一作者（含并列）或通讯作者（含并列）在nature communications (2019a，2025b)、advanced functional materials、advanced science、biomaterials、chemical engineering journal等期刊发表论文30余篇。主持国家自然科学基金面上/青年、湖北省自然科学基金面上项目、湖北省中医药管理局-青年人才项目等10余项，作为核心人员参与国家自然科学基金区域联合基金（重点项目）、湖北省自然科学基金联合基金（重点项目）等省部级项目6项。担任advanced antibacterial materials、bmc biomedical engineering等期刊编委，nano-micro letters、asian journal of pharmaceutical sciences、military medical research、burns & trauma、nano transmed、acta materiamedica、华中农业大学学报等期刊青年编委，国家自然科学基金通讯评审专家、功能材料与器件委员会委员，中国微米纳米技术学会高级会员。
并列通讯作者信息：李锦铨，华中农业大学教授/博导，农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室固定成员，主持国家优秀青年科学基金、农业农村部“农业科研杰出人才及其创新团队”培养计划、湖北省杰出青年科学基金和湖北省青年拔尖人才培养计划等省部级课题。一直围绕噬菌体与全健康开展研究，包括噬菌体裂解酶设计（全新的蛋白质类抗菌分子）、噬菌体编辑合成平台，抗感染和编辑肠道菌群/肿瘤微环境。以通讯作者在nature communications、advanced science、embo molecular medicine和fems microbiology reviews等杂志发表论文，部分成果被nature选为research highlights并在主页专题报道；获授权国家发明专利12项；研究成果“益生噬菌体发掘关键技术与应用”获湖北省科学技术发明二等奖（排名第一）。同时，任上海噬菌体研究所pi（兼），广东医科大学特聘教授/博导（兼），曾挂职校人力资源部副部长，十四五国家重点研发计划“食品营养与安全关键技术研发”重点专项指南撰写与评审专家。
招贤纳士
华中农业大学李锦铨教授和宋智勇副教授联聘副教授和博士后，真诚欢迎热爱科研、擅长学习并乐于合作的同道加入。
一、课题组兴趣方向：
1.人兽共患病和兽医公共卫生安全/感染与免疫；2.农用或食品用噬菌体；3.蛋白质工程/结构生物学/噬菌体裂解酶挖掘；4.药学/纳米化学生物学/纳米药物递送/肿瘤微环境；5.生化与分子生物学/合成＆编辑噬菌体；6.生物信息学/合成＆编辑肠道菌群（招聘方向包括但不局限于以上研究方向）。
二、应聘条件：
1.身体健康，能适应岗位工作需要；热爱祖国，无违法犯罪记录；2.在国内外已经获得或即将获得生物化学与分子生物学、病毒学、生物与医药、纳米生物化学、结构生物学、合成生物学等相关专业博士学位；3.具有感染与免疫、病毒研究、蛋白质药物研究、肿瘤微环境、疫苗研发和噬菌体合成或编辑等相关研究背景者优先；4.具备良好的英文阅读及写作能力，博士期间或近五年内以第一作者身份发表过高质量研究论文；5.热爱科学研究工作、学风严谨、勤于思考、有责任心、具备良好的沟通能力、善于团队合作。详细信息可参考http://rsc.hzau.edu.cn/xwzx/zpxx.htm。符合相关条件的，可申请博士后公寓，享受医疗、子女入托入学政策；参照校内同级人员的标准为博士后参加社会保险；申请参评学校和学院博士后奖励资助；博士后在站期间可参评副研究员、研究员职称，具体情况一事一议。副教授根据情况一事一议。
三、申请方式：
应聘者请将个人简历（含个人基本信息、学习工作经历、参与科研项目、科研成果、熟练使用的实验技术等信息）以“姓名+应聘博士后/副教授”命名发送信息至[email protected]或[email protected]（或华中农大马老师18838971387微信同号）。
来源：投稿
