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使人致病的病原微生物存在于我們生活的方方面面，我們無(wú)時(shí)無(wú)刻暴露在細(xì)菌感染的風(fēng)險(xiǎn)中。是否有一種生物同樣讓細(xì)菌感到恐慌，在自然界中扮演著與細(xì)菌相克的角色呢？

今天，我們就來(lái)為您分享一個(gè)生態(tài)界神奇的病毒——噬菌體。

1 什么是噬菌體？

噬菌體（Bacteriaophage）是可以感染侵襲細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物的病毒，它的名字來(lái)源于希臘文意為**“吞噬”**的單詞“phagos”，主要根據(jù)其具有裂解宿主菌的能力而得名[1-2]。大家雖然對(duì)它不熟悉，但是它們卻比細(xì)菌更多存在于我們的身邊，是地球上數(shù)量豐富、極具多樣化的生物實(shí)體，數(shù)量約達(dá)1031個(gè)，大概多于細(xì)菌10倍以上，它們控制著細(xì)菌的數(shù)量，與細(xì)菌共同進(jìn)化[3]。

噬菌體在1915年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，比當(dāng)前應(yīng)用廣泛的抗生素早了13年，由于當(dāng)時(shí)正處于第一次世界大戰(zhàn)，培養(yǎng)繁瑣且窄宿主譜的噬菌體研究被擱置，1928年第一個(gè)抗生素——青霉素問(wèn)世。

青霉素以其驚人的治療效果完勝噬菌體，導(dǎo)致絕大多數(shù)科學(xué)家將目光轉(zhuǎn)移到效果顯著的抗生素研發(fā)中[4]，仍有少數(shù)科學(xué)家依然堅(jiān)持著對(duì)噬菌體基礎(chǔ)性能、疾病治療的探索，默默鉆研已經(jīng)有百年歷史，為今天噬菌體作為耐藥菌感染替代療法打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

近幾年抗生素的濫用，新的抗生素研制進(jìn)程緩慢，耐藥細(xì)菌數(shù)量和種類急劇增長(zhǎng)，科學(xué)家為了尋求解決辦法，更好的救治患者，想起了沉寂已久的噬菌體療法。

2 噬菌體的工作原理

噬菌體具有較高的特異性，換句話說(shuō)，一種噬菌體只能攻擊有限范圍的細(xì)菌（該種細(xì)菌或其變異體）。噬菌體有兩個(gè)分類，烈性噬菌體和溫和噬菌體，它們對(duì)細(xì)菌的態(tài)度像它們名字一樣，一個(gè)“火爆”，一個(gè)“溫柔”。

噬菌體在識(shí)別到與自己適配的細(xì)菌表面抗原后，附著在其表面，使用尾巴下蘊(yùn)藏的尾刺刺破細(xì)菌外殼，經(jīng)過(guò)尾部擠壓將自己的DNA或者RNA注入到細(xì)菌內(nèi)，烈性噬菌體利用細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)成分迅速復(fù)制遺傳物質(zhì)、組裝新的噬菌體，溫和噬菌體并不急著復(fù)制，先將自己的基因序列整合到細(xì)菌染色體上，隨著細(xì)菌分裂而分裂，代代相傳，當(dāng)在必要時(shí)刻重新啟動(dòng)裂解能力，迅速繁殖、組裝，細(xì)菌最終因內(nèi)部壓力過(guò)高而裂解死亡、釋放噬菌體，新釋放的噬菌體立刻尋找新的目標(biāo)重復(fù)以上步驟來(lái)殺死致病菌。目前噬菌體療法使用的噬菌體主要為烈性噬菌體。

3 噬菌體的特性

噬菌體具有較高的特異性、多樣性：

前文提到，一種噬菌體基本只能攻擊有限范圍的細(xì)菌（該種細(xì)菌或其變異體），自然界中噬菌體的含量豐富，不同識(shí)別范圍的噬菌體也形形色色。

噬菌體具有高效性：

噬菌體復(fù)制、增殖能力強(qiáng)，其在感染區(qū)域以指數(shù)型速度進(jìn)行增殖，能夠迅速（24h之內(nèi)）有效清除病原菌。

噬菌體具有良好的生物安全性：

噬菌體對(duì)其他非特異細(xì)菌不敏感，不會(huì)破壞其他菌群，同時(shí)由于噬菌體具有自限性，無(wú)法脫離細(xì)菌宿主而生存，因此一旦宿主消失，噬菌體便自行降解并排出體外，不會(huì)在體內(nèi)滯留[5]。

4 噬菌體的應(yīng)用

噬菌體治療已經(jīng)逐步進(jìn)入我們的生活，由于抗生素耐藥問(wèn)題的不斷加重，噬菌體作為耐藥菌感染的替代療法在多個(gè)由于細(xì)菌感染所致的疾病中均有所突破。當(dāng)前噬菌體治療的主要方向?yàn)槿删w治療和裂解酶制劑治療。

科學(xué)家利用噬菌體的高特異性，將多種不同抗菌譜的噬菌體混合，制成“雞尾酒制劑”，這種療法叫“雞尾酒療法”，是全噬菌體治療中的常用方法。為了提高殺菌效果，現(xiàn)在也有采用噬菌體和抗生素協(xié)同使用的方法進(jìn)行治療。

目前已開(kāi)發(fā)的醫(yī)用噬菌體產(chǎn)品涉獵多種細(xì)菌引起的疾病，如金黃葡萄球菌等引起的化膿性炎癥，傷寒桿菌和副傷寒桿菌引起的傷寒、急性胃腸炎或膿毒血癥，志賀氏菌屬引起的細(xì)菌性痢疾，李斯特菌、克雷伯菌引起的感染性疾病，以及其他致病菌導(dǎo)致的小腸結(jié)腸炎，急慢性結(jié)腸炎，菌群失調(diào)，耳、鼻、喉感染性炎癥等。

噬菌體參與預(yù)防的疾病包括鏈球菌性疾病，大腸桿菌疾病等多個(gè)胃腸道疾病，清除器官移植過(guò)程中可能存在的定植菌，增高器官移植成功率，以及多個(gè)表皮部位的菌群調(diào)整預(yù)防細(xì)菌感染[6]。

5 噬菌體或?qū)⑹恰俺?jí)細(xì)菌”的解藥

“超級(jí)細(xì)菌”泛指對(duì)多重耐藥性細(xì)菌，它們對(duì)幾乎所有抗生素具有抵抗作用，從而逃避死亡，我們一旦感染了這類細(xì)菌，很難治愈，一度出現(xiàn)無(wú)藥可醫(yī)，對(duì)健康造成了極大的威脅。

科學(xué)家為了解決這一難題通常僅有兩條路：其一，繼續(xù)研發(fā)新的抗生素與之對(duì)抗，在超級(jí)細(xì)菌產(chǎn)生新的耐藥性之前再次成功研發(fā)出替代品；另一個(gè)則是另謀他路，啟用噬菌體療法，在沒(méi)有噬菌體抵抗的基礎(chǔ)上殺他個(gè)措手不及。

如今抗生素的研制進(jìn)入瓶頸期，研制速度緩慢，想用新的抗生素來(lái)緩解超級(jí)細(xì)菌帶來(lái)的壓力尤已力不從心，噬菌體或?qū)⑹浅?jí)細(xì)菌的解藥，同時(shí)為重癥多重耐藥菌感染患者帶來(lái)了生的希望。

依據(jù)噬菌體的窄宿主譜性為選擇針對(duì)特異病原菌且避開(kāi)正常菌群提供了可能，在保證治療的前提下，又對(duì)患者無(wú)害，解開(kāi)了抗生素因其無(wú)差別攻擊致病菌和正常菌群的難題，為預(yù)防類似于抗生素對(duì)人體自身傷害的困擾提供了新的思路。

噬菌體時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，讓我們共同期待它加入日常醫(yī)療保障中，共同對(duì)抗致病菌侵?jǐn)_。

本文科普主題源自《2024研究前沿》報(bào)告中 生物科學(xué)領(lǐng)域TOP10熱點(diǎn)前沿

【參考文獻(xiàn)】

[1] 叢聰, 李紀(jì)彬, 王麗麗, 等. 中國(guó)噬菌體的早期歷史文獻(xiàn)研究[J]. 國(guó)外醫(yī)藥（抗生素分冊(cè)）, 2023,44(2):73-82.

[2] Dion M R B, Oechslin F, Moineau S. Phage diversity, genomics and phylogeny[J]. NATURE REVIEWS MICROBIOLOGY, 2020,18:125.

[3] Salmond G P C, Fineran P C. A century of the phage: past, present and future[J]. Nature Reviews Microbiology, 2015,13(12):777-786.

[4] 洪若軒. 噬菌體療法治療細(xì)菌性感染研究進(jìn)展綜述[J]. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè), 2019(13):71-74.

[5] 張志宏, 鐘佑宏, 王鵬. 噬菌體療法的研究現(xiàn)狀[J]. 中國(guó)熱帶醫(yī)學(xué), 2021,21(7):698-703.

編輯 丨劉洋 趙娜

審校 丨李娜 李玉樂(lè)

監(jiān)制 丨彭斌

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