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让病毒来收拾细菌,科学家用100年前的 [复制链接]

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在19世纪末,一位叫伊万诺夫斯基的俄国植物生理学家,将有病的烟叶汁用过滤器过滤,这种过滤器能够把几乎所有细菌过滤掉。随后,他将这些烟叶汁涂在普通的健康烟叶上,令人感到意外的是,这些烟叶仍然染病了。

当时的人们猜测,自然界中肯定有一种比细菌更微小,而且致病性更强的生物存在,但当时的光学显微镜放大倍数已经达到极限,几乎不可能看得到比细菌更小的东西,人们暂且给这些微生物起名为“病毒”。直到20世纪40年代电子显微镜面世,人们才真正看清病毒的模样。

这种比细菌小多倍的微生物,是自然界中无形的杀手,它们一旦入侵其他生物的细胞内部,就会利用细胞内的资源疯狂地进行自我复制。它们不仅会入侵动植物的体内,击溃它们的免疫系统,夺走它们的生命,连细菌都是它们的猎物。

在今天,随着引起疾病感染的细菌对抗生素产生越来越强的耐药性,科学家们已经更进一步地利用病毒作为替代疗法,用病毒对付细菌。其中比较成功的一种疗法叫噬菌体疗法。

噬菌体疗法的概念是使用病毒(噬菌体)杀死细菌,而不是使用抗生素。越来越多的感染,包括肺炎、肺结核、淋病和沙门氏菌病,变得越来越难治疗,导致更高的死亡率、更长的住院时间和更高的成本。

噬菌体是能够杀死细菌的病毒。与其他病毒不同,它们不会伤害人类,是抗生素的一种有希望的替代品。其实早在年,法国巴黎的一位微生物学家费利克斯·德赫勒(Felixd’Herelle)就给一名12岁的男孩服用了一杯含有噬菌体的药剂,治愈了他的严重痢疾。然而,随着世界开始采用抗生素的快速疗法,噬菌体疗法渐渐退下舞台,有关的研究也渐渐减少了。如今,噬菌体研究作为抗生素耐药性解决方案正在复兴。

噬菌体

然而,尽管有一些噬菌体疗法在个体中发挥作用的显著案例研究,但研究遇到了一些障碍。其中一个挑战是在实验室环境中重现病毒在体内的行为方式。到目前为止,实验主要集中在将细菌暴露于烧瓶中的噬菌体中。但在这样的实验环境下,细菌相互作用并迅速进化,它们的DNA发生了变化,它们也对噬菌体产生了抵抗力,这意味着任何感染都会持续下去。因为这些烧瓶不能复制细菌在器官(如肺)中的工作方式。

噬菌体

现在,英国埃克塞特大学的研究人员已经开发出一种新的方法来模拟动物器官内的微环境,其中一个细菌将在特定的区域内定植。噬菌体并没有与许多其他细菌混合,而是依次被引入这些隔间。使用这种方法,研究小组发现,在这些微环境中,通常导致食物中毒的大肠杆菌不会对噬菌体产生遗传抗性,并且大多数细菌群体被噬菌体杀死。

如果我们人类不能找到新的抗感染方法,耐药细菌不断进化,最终可能会进化成比COVID-19可怕的杀手。噬菌体疗法在实验中显示出巨大的前景,这项新研究通过模拟细菌在我们体内小血管中的行为,帮助克服了迄今为止的一些障碍。如果有一天噬菌体疗法能成为日常护理的一小部分,它将有助于挽救成千上万的生命。

研究人员发现,这些微环境中的一些大肠杆菌细胞,可以在没有获得遗传抗性的情况下,在噬菌体治疗过程中存活下来。这些细菌能存活下来,是因为它们显示的噬菌体受体较少,因此与其他细菌群体相比,噬菌体接触这些细胞的机会较少。

噬菌体能否杀死细菌的一个关键方面是,细菌噬菌体受体的数量。受体越多,噬菌体打败细菌的机会就越大。这项研究表明,如果我们能够找到促进细菌产生噬菌体受体的新方法,我们就可以改善噬菌体疗法作为抗生素的可行替代品的前景。

世间万物皆有两面性,病毒不一定都是对我们有害的,相反,如果我们利用得好,我们就可以让这些致命的东西成为我们能支配的武器,有效地杀死有害的病菌。黑玫瑰的花语是“你是恶魔,且为我所有”,这句花语用在能为科学家们所用的病毒身上,再合适不过了。

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