【必赢棋牌官网】病毒是相持超细菌的最棒火器
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噬菌体疗法或成对抗超级细菌利器

出品:科普中国

芬兰教授建议用噬菌体疗法对付“超级细菌”

抗生素曾赢得了对抗耐药细菌的战斗,但它们可能不会赢得这场战争。你可能知道耐抗生素细菌,也被称为超级细菌,已经阻碍了医生治疗感染的能力。你可能也意识到,新抗生素上市数量急剧下降。

科技日报纽约5月11日电据最新一期《自然·医学》报道,美英两国联合医疗团队利用3种基因改造病毒组成的鸡尾酒疗法,将一名患有抗生素耐药性感染的英国少女从死亡边缘拉了回来。现年17岁的英国少女伊莎贝尔·霍萨威患有囊性纤维化遗传疾病。至2017年夏天,其肺部功能仅剩下正常人的三分之一。在接受肺部移植手术后,差点死于顽固性感染。在英国大奥蒙德街医院治疗9个月依然不见好转后,医生认为其术后生存率不足1%。医生联系了美国匹兹堡大学霍华德休斯医学研究所的分子遗传学家格雷厄姆·哈特富尔教授。他们合作开发出一种使用3种噬菌体的鸡尾酒疗法,最终使伊莎贝尔奇迹般地康复,并重返学校。鸡尾酒疗法使用的这些噬菌体是专门用于攻击和杀死细菌的病毒。科学家从匹兹堡大学保存的超过15000个库存噬菌体中选出3个特定噬菌体,并对其中两个进行了基因工程改造,使其能更好地攻击细菌。2018年6月,在经过安全性测试后,研究团队开始每天两次将噬箘体混合物注射入伊莎贝尔的血液中并涂抹在她的皮肤上。治疗取得了令人难以置信的成功,6周后,伊莎贝尔的肝脏扫描显示感染基本消失,皮肤溃烂病变也大幅消除。目前,她的治疗团队正计划添加第4个噬菌体以试图完全清除她的感染。值得注意的是,转基因病毒治疗对伊莎贝尔几乎没有产生副作用。哈特富尔教授表示:“我们没想到能将这些噬菌体用于实际的治疗之中,这是一个很好的结果。”由于伊莎贝尔的个性化治疗方案不是临床试验的一部分,因此目前还无法得知此类治疗对其他人的治疗效果如何。毕竟,要为每位患者找到合适特定的噬菌体是一项巨大的挑战。在未来,科学家们希望有可能对噬菌体库进行自动搜索,以识别和确定个性化治疗方案。一些感染菌株,如聚集在医院的超级细菌——金黄色葡萄球菌,由于所有该类细菌在基因上十分相似,或许只需确定一些噬菌体就能治疗几乎所有的案例,从而提高了噬菌体治疗成为常规治疗手段的前景。

制作:颜飞(中国科学院青岛生物能源与过程研究所)

新华社赫尔辛基1月1日电因抗生素滥用等因素导致的“超级细菌”一直是困扰医学界的难题。芬兰赫尔辛基大学细菌学教授米卡埃尔·斯库尔尼克认为,噬菌体也许能用来对付“超级细菌”。

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监制:中国科学院计算机网络信息中心

“超级细菌”是指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌。据世界卫生组织统计,全球每年有70万人死于“超级细菌”感染,其中包括23万新生儿。噬菌体是一种专门以细菌为宿主的病毒,它们可以侵入细菌体内并不断复制自身基因,最终吞噬细菌,因而被认为是细菌的天敌。

一些头条显示人类注定会受到抗药性的影响;甚至连政治家和政府也参与进来,将抗药性的上升与气候变化等其他流行危机进行比较。尽管这些断言言过其实,但抗生素耐药性是一个严重的问题。

据中新网报道,新型超级细菌席卷多国,美国感染者近半数在90天内丧命!

斯库尔尼克近日在接受新华社记者采访时说,每种噬菌体只攻击非常有限的几种细菌,并且几乎是特异性地针对某一种细菌,因此对人体内的正常菌群可能不会产生不良影响。

什么导致了抗生素耐药性?

“超级细菌”这个字眼并不是第一次霸据荧屏,短短十几年间它曾多次登上各大媒体的头条。

据斯库尔尼克介绍,人类在上世纪初就发现了噬菌体并对其进行研究,但随着抗生素的出现,西方国家对噬菌体疗法的兴趣渐渐淡漠。但俄罗斯、波兰、格鲁吉亚等国仍一直在开展噬菌体研究。赫尔辛基大学近年来也开始建设自己的噬菌体研究中心。

抗生素的过度使用是导致抗药性的一个重要因素。在广泛使用抗生素的美国,有些病人需要这些药物治疗许多不同的疾病。许多医生安抚他们的病人,是因为他们不知道什么时候不使用它们,也因为没有限制他们使用的监管结构。任何拿着处方笺的人都可以用任何抗生素来治疗任何疾病,而且很少会面临任何后果。虽然已经采取了一些措施来减少抗生素的使用,但在美国,这个问题的范围仍然很大。

KPBS Public Media曾报道过加州大学教授Tom Patterson与病魔战斗的传奇事迹。

目前,斯库尔尼克的研究团队已经收集到大约250种噬菌体。他认为,建立一个比较好的噬菌体库需要有1000到2000种不同的噬菌体,“但收集这么多种类的噬菌体需要耗费很长时间和很多资源”。

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Patterson与妻子游览埃及金字塔时突感身体不适,被当地医院诊断为胰腺炎。在接受治疗后Patterson的病情却持续恶化,于是妻子立刻将他转移到了德国最好的医院。德国的大夫对Patterson做了全面的检查后拿着诊断报告找到了妻子。

斯库尔尼克希望能够逐步丰富噬菌体库,从而找到并培养那些能够对抗“超级细菌”的噬菌体。他说,无论是治疗人类还是动植物细菌感染,噬菌体疗法都具有很好的发展前景。

一些国家,如瑞典,使用激励措施来鼓励医生改进抗生素的使用。但在美国的医院和诊所里,还没有类似的机制。

“Strathdee女士,这里有一个好消息和一个坏消息。”

这个问题超越了人类,70%的抗生素实际上用于动物身上。这意味着人类只需处理动物产品就可以接触到抗生素。如你餐桌上的鸡腿可能也有抗药性细菌。

“呃……”

一旦细菌产生了抗菌素耐药性,它并不都能消失。例如,耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌进化出对多种不同抗生素的耐药性;然而,尽管通过限制抗生素的使用来减少其传播,但MRSA仍然存在于医院和社区。

“好吧,好消息就是Patterson并没有得胰腺炎。”

抗生素的替代品

“太好了!”

寻找抗生素替代品的另一个原因是,我们与生活在我们身边的人和宠物分享我们的微生物;因此,其他人无需服用抗生素就能感染这些超级细菌。

“坏消息就是他感染了超级细菌——‘鲍曼不动杆菌’。”

开发新疗法的一个不太明显的原因是,我们的身体拥有一个大的微生物群落,包括被称为我们的微生物群落的细菌。这些微生物是维持我们健康所必需的。那些杀死有害细菌的抗生素也会杀死有益的细菌。

“天啊!”

有一种抗生素的替代品,但多年前被医学界所摒弃。

超级细菌:自然界的超级bug

这种方法叫做噬菌体疗法,它使用感染细菌的病毒,即噬菌体,来杀死致病细菌。噬菌体,在20世纪20年代至40年代的早期和抗生素前期被频繁地用于治疗危及生命的感染。

世间万物生生相克才能维持自然界的生态平衡,而超级细菌却不断地挑战着这一生存法则。

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超级细菌(Superbacteria), 泛指对多种抗生素具有耐药性的细菌,又称“多重耐药性细菌”。抗生素的滥用,可以说是细菌进化成耐药菌的一大推手。

但是噬菌体疗法有很多缺点。首先,噬菌体是不可预测的。一种噬菌体可以消灭一个人身上的有害细菌,但不能消灭另一个人身上的有害细菌。因此,医院必须保留大量的噬菌体,以杀死所有病人身上的致病细菌。相比之下,万古霉素等抗生素可以杀死整个细菌群。

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另一个缺点是噬菌体收集需要维护。因此,医院不仅要保存大量的噬菌体,而且还要保持它们的形状。所以医学为了方便而选择了抗生素。

图片来源:

噬菌体疗法卷土重来?

2016年霍金就在《卫报》上发出警告:“也许不用外星人或陨石撞击出手,人类滥用抗生素所致的‘超级细菌’就足以颠覆世界秩序。”从长远来看,滥用抗生素莫过于“饮鸩止渴”。人类一手打造的超级细菌,反过头来又毒害着人类。在上文提到的“鲍曼不动杆菌”就是全球六大“毒枭”之一。

那么,为什么噬菌体疗法会卷土重来呢?抗生素耐药性是一个显而易见的答案,但并不能解释全部情况。

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传染病专家直到最近,才觉得把这句话大声说出来很舒服。为什么?仅仅因为提到噬菌体治疗,医生就可能被认为是“江湖医生”,因为早期的尝试既没有令人振奋的成功,也没有巨大的失败。和任何治疗方法一样,它也有自己的优缺点。

鲍曼不动杆菌(图片来源:

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眼看着Patterson危在旦夕,医生们已经向超级细菌举起了白旗。妻子Strathdee对医生们说:“也许我可以试试!”原来妻子Strathdee的真实身份是加州大学圣迭戈全球健康研究所的所长兼传染病流行病专家!

然而,现在科学的进步可以指导我们走向哪一种噬菌体最适合摧毁一种特定的微生物。随着抗菌素耐药性危机的加剧,医生和科学家们有一个适时的机会共同开发有效的噬菌体疗法。

Strathdee认为既然主流医学对超级细菌束手无策,就应该另辟蹊径。面对有35亿年进化历史的细菌,人类唯有到远古时代去寻找击败它的武器。Strathdee历经千难万险最终找到了这把“上古宝剑”——噬菌体疗法。

这一证据来自最近具有里程碑意义的噬菌体治疗案例。一位医生成功地治疗了一名因多重耐药细菌引起的危及生命的感染,这就是一个很好的例子。另外在大众媒体上流传的关键案例使这一趋势得以延续。

噬菌体:人类的“病毒雇佣军”

噬菌体治疗研究的很大一部分是致力于“噬菌体猎杀”,在那里,我们微生物学家仔细研究土壤、海洋和人体,以确定具有杀死困扰我们的细菌潜力的噬菌体。尽管这些研究进展缓慢,但新的研究揭示了噬菌体在医学上的治疗潜力。

噬菌体是一种可以感染和杀灭细菌的病毒,利用该特性可以将噬菌体用于抗菌治疗。

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鉴于抗生素抗菌的良好疗效,噬菌体疗法渐渐被人们抛之脑后。直到超级细菌的出现,才使得这把 “上古宝剑”得以重出江湖。

抗生素的一个优点是,由于它们已经使用了几十年,我们对它们的安全性有了很多了解。医生们每天都会对使用抗生素的风险——收益比进行简单的计算,但却没有能力对噬菌体进行相同的计算。真的有人想让医生给他们注射病毒来治疗细菌感染吗?当问题以这种方式提出时,我怀疑这不是任何人的选择。

噬菌体病毒结构简单,靠两种方式繁殖

但是,请记住噬菌体是自然形成的。它们在你身体的每一个表面。它们在海洋和土壤里,在你的马桶和水槽里。它们确实无处不在。因此,将噬菌体放入体内杀死细菌是大自然每天都在做的事情,据我们所知,我们的身体并没有因此而受损。

噬菌体结构简单,只由核酸和蛋白质外壳构成。

据估计,噬菌体每48小时就能杀死世界上一半的细菌,而且可能是最有效的抗菌剂。当医生给我们一种噬菌体而不是我们从家里的水槽中获得同样的噬菌体时,我们真的有一个令人信服的理由担心吗?只有时间才能证明。不幸的是,随着抗菌素耐药性继续上升,时间可能不会站在我们这一边。

包括T4噬菌体在内,大多数噬菌体呈“复合对称壳体结构”,其头部呈二十面体对称,尾部呈螺旋对称。在几何学立方对称结构中,以二十面体容积最大。因此采取此种蛋白结构,使得噬菌体可以包装更多的核酸。

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图片来源:

噬菌体在自然界中的含量极其丰富,约为107 /cm3,我们每天随食物就可吃下大量噬菌体。

根据繁殖方式可分为溶菌性和溶原性噬菌体。

1、溶菌性噬菌体

溶菌性噬菌体是把自己的基因组注入到宿主菌内进行编码和复制,组装成子代噬菌体后裂解宿主菌, 释放出子代噬菌体。

2、溶源性噬菌体

溶源性噬菌体将基因整合于细菌染色体上,随细菌染色体的复制而复制,并随细菌分裂而分配至子代细菌的染色体中,从而达到共存状态。偶尔可自发地或在某些外界因素的刺激下,进入溶菌性周期,导致细菌裂解。

根据溶菌性噬菌体的这一特性,可将噬菌体作为抗菌制剂来治疗相关的细菌感染疾病。

那么噬菌体是如何吃掉细菌的呢?

以T4噬菌体为例,其溶菌周期包括吸附、注射、合成、装配和释放五个阶段:

吸附:吸附是病毒复制的第一步,也是成功的关键。T4噬菌体尾部的尾丝蛋白可与宿主细胞壁上的受体蛋白特异性结合。

注射:噬菌体通过尾部收缩将衣壳内的核酸注入宿主细胞内。

合成:噬菌体基因组利用宿主细胞合成核酸和蛋白质的场所、原料、能量,完成自身大分子的合成。

装配:噬菌体大分子以一定方式结合,组装成完整的子代噬菌体,标志着噬菌体的成熟。

释放:T4噬菌体装配完成后以裂解的方式释放,释放出的子代病毒又可继续感染新的细菌,启动新一轮的溶菌周期。

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T4噬菌体溶菌周期(图片来源:

亮剑!噬菌体VS超级细菌

相比传统的抗生素疗法,噬菌体疗法有诸多优势。

其一,噬菌体是可以复制的“活药”,只需小剂量给药;其二,抗生素的使用容易引起细菌的耐药性,而噬菌体与细菌在自然界中共同进化,因此能克服细菌抗性;其三,抗生素的广谱性导致其会对人体的有益菌产生不同程度的损害,破坏体内菌群环境,而噬菌体的专一性则赋予了我们精准打击的能力。

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噬菌体感染细菌(图片来源:scitech.people.com.cn/)

1、噬菌体鸡尾酒疗法

大多数噬菌体菌株的寄主范围过于狭窄,也在一定程度上限制了噬菌体的临床应用。将多种具有不同裂菌谱的噬菌体制成混合制剂,就像“鸡尾酒”,这种制剂可以很好的解决这一问题。

噬菌体鸡尾酒疗法已被成功应用数十年,由于具有广谱性,且可降低耐受细菌出现的频率,仍是目前噬菌体治疗主要发展方向之一。

2、噬菌体的基因编辑

合成生物学的兴起,使得噬菌体的遗传改造搭上了快车。

溶菌性噬菌体在裂解细菌的同时,会造成细菌内毒素的大量释放,引发机体的炎症反应。利用遗传改造生产复制缺陷或裂解缺陷的噬菌体可避免这一问题。同样,基因编辑也可以赋予噬菌体对细菌的广谱性。

3、噬菌体编码产物

研究发现噬菌体通过“早期蛋白”挟持宿主资源,完成其复制增殖过程。早期蛋白有干扰宿主细胞DNA复制、抑制细胞正常分裂等功能。目前已利用早期蛋白设计出多种小分子抗菌化合物。

同时,相比活性噬菌体,噬菌体裂解酶具有不可增殖、易于定向操作、较少细菌抗性影响等优点,包括内溶素在内的噬菌体裂解酶已被用于多种细菌感染的防治。

多亏噬菌体疗法挽回了Patterson教授的生命,时年70岁高龄的他拥抱着妻子和儿女,对救命恩人感激涕零:“噬菌体疗法对我来说是一个奇迹,也意味着数百万人在未来有了被治愈的希望。”

霍金老先生虽已仙逝,但他对世人的警示却依旧回荡在我们的耳边。当代的科学家将会竭尽全力地对抗超级细菌,人类在抗生素滥用的道路上终将悬崖勒马。

参考资料:

1] Chanishvili N. Phage therapy-history from Twort and d'Herelle through Soviet experience to current approachesJ]. Adv Virus Res, 2012, 83: 3-40.

2] Cisek A A, Dabrowska I, Gregorczyk K P, et al. Phage therapy in bacterial infections treatment: one hundred years after the discovery of bacteriophagesJ]. Curr Microbiol, 2017, 74: 277-283

3] Hagens S, Habel A, Von A U, et al. Therapy of experimental Pseudomonas infections with a nonreplicating genetically modified phageJ]. Antimicrob Agents Chemother, 2004, 48: 3817-3822.

4] Krause R M. Studies on bacteriophages of hemolytic streptococci. I. factors influencing the interaction of phage and susceptible host cellJ]. J Exp Med, 1957, 106: 365-384.

5] Krause R M. Studies on bacteriophages of hemolytic streptococci. I. factors influencing the interaction of phage and susceptible host cellJ]. J Exp Med, 1957, 106: 365-384.

6] Kusradze I, Karumidze N, Rigvava S, et al. Characterization and testing the ef?ciency of Acinetobacter baumannii phage vB-GEC_Ab-M-G7 as an antibacterial agentJ]. Front in Microbiol, 2016, 7: 1590-1590.

7] Matsuda T, Freeman T A, Hilbert D W, et al. Lysisdeficient bacteriophage therapy decreases endotoxin and inflammatory mediator release and improves survival in a murine peritonitis modelJ]. Surgery, 2005, 137: 639-646.

8] Rohwer F, Segall A M. In retrospect: A century of phage lessonsJ]. Nature, 2015, 528: 46-48.

9] Savalia D, Westblade L F, Goel M, et al. Genomic and proteomic analysis of phiEco32,a novel Escherichia coli bacteriophageJ]. J Mol Biol, 2008, 377: 774-789.

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