杀死细菌的致命鸡尾酒

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


作为生活中的普遍规律,总会存在更大的鱼——对于每一种捕食者,都潜伏着更大的捕食者,准备吃掉它。然而,同样值得记住的是,通常也总会存在更小的鱼;对于每一种小的、恼人的寄生虫,都存在可以感染它的东西。细菌也不例外。

噬菌体是感染细菌的病毒。它们有两种不同的类型:潜伏性噬菌体,它们将自身整合到细菌基因组中并潜伏等待;以及裂解性噬菌体,它们感染细菌,接管细胞,使其充满它们的后代,然后像电影《异形》中的幼体异形一样全部爆裂而出。虽然潜伏性噬菌体对于遗传学家来说非常吸引人(尤其因为它们提供了一种将DNA导入细菌的方法),但裂解性噬菌体对于试图杀死细菌的人们来说更加吸引人,因为它们提供了一种破坏细胞的方法。

噬菌体作为抗菌治疗的优势在于,它们比抗生素更具特异性和准确性;抗生素会简单地杀死它们遇到的大多数细菌,而噬菌体则对特定物种具有特异性。与必须充满你的系统才能产生任何效果的抗生素不同,噬菌体会在感染点的入侵细菌内特异性地复制。


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另一方面,就像任何其他抗菌剂一样,细菌最终会对噬菌体产生耐药性。如果你用一种针对该细菌的特定噬菌体菌株攻击细菌感染,那么很快细菌就能够抵抗攻击。对抗这种情况的一种方法是用许多不同类型的、以略微不同的方式工作的噬菌体来轰击细菌。研究肺炎克雷伯菌的研究人员提出了一种简化的方法,用于创建针对特定细菌入侵的“噬菌体鸡尾酒”。这种鸡尾酒包含不同菌株的噬菌体,所有这些菌株都可以用不同的方式攻击细菌,从而使细菌更难对其中任何一种产生耐药性。

虽然上面的图表显示了一个“标准”噬菌体,但在电子显微镜下可以看到菌株之间存在细微差异。有些菌株具有不同形状的头部,或者尾部排列不同。有些尾部比其他尾部更直或更长。研究人员利用不同的噬菌体形态,分离出了三种不同的菌株,然后通过观察它们各自感染的细菌菌株来证实了这种差异。虽然它们可以杀死的细菌之间存在大量重叠,但每种噬菌体菌株之间都存在差异。

这种三噬菌体鸡尾酒被证明比单噬菌体疗法更有效地清除细菌感染,并且在小得多的剂量下也能有效发挥作用。三噬菌体混合物更快地杀死了细菌,减少了耐药性产生的时间,研究人员提出,它们甚至可能具有协同效应——一种噬菌体降低细菌防御能力,使另一种噬菌体更有效地入侵。

噬菌体鸡尾酒的开发,无论是代替抗生素服用,还是与较低剂量的抗生素一起服用,都有可能成为一个非常有用的研究领域。目前,在一些国家使用的少数噬菌体鸡尾酒似乎是噬菌体菌株的相当随意的混合物。一种快速建立有效抗菌鸡尾酒菌株的技术将对噬菌体技术和抗菌治疗大有帮助。

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参考文献:Gu J, Liu X, Li Y, Han W, Lei L, Yang Y, Zhao H, Gao Y, Song J, Lu R, Sun C, & Feng X (2012)。一种具有巨大治疗潜力的噬菌体鸡尾酒的生成方法。《公共科学图书馆·综合》,7 (3) PMID: 22396736

About S.E. Gould

A biochemist with a love of microbiology, the Lab Rat enjoys exploring, reading about and writing about bacteria. Having finally managed to tear herself away from university, she now works for a small company in Cambridge where she turns data into manageable words and awesome graphs.

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