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噬菌体可助人类对抗超级细菌


据美国《大众机械》月刊网站10月8日报道,世界上第一种抗生素的发现是科学史上的重要事件,但很少有人知道,亚历山大·弗莱明偶然发现青霉素,比另一种流行的抗菌疗法——被称为“噬菌体”的技术——晚了十多年。

噬菌体首次发现于1915年第一次世界大战期间,它攻击有害细菌的方式与抗生素类似,但作用机制不同。噬菌体不是直接杀死或抑制多种细菌的生长,而是利用病毒攻击特定细菌,然后寄生在细菌细胞内,最终通过细胞裂解将细菌摧毁。

虽然噬菌体在20世纪早期是一种有效的治疗方法,但抗生素最终因其广谱针对众多细菌而被证明更为实用。

但在接下来的一个世纪里,一些细菌对抗生素产生了强大的耐药性,使抗生素的效果大打折扣。世界卫生组织正在认真对待这一威胁,估计到2050年,每年可能有1000万人死于具有耐药性的细菌感染。

现在,美国《细胞报告》杂志发表的一项新研究深入分析了噬菌体及其如何帮助对抗耐药性微生物。然而,应该指出的是,噬菌体同样容易受到细菌强大防御体系的影响。例如,当噬菌体病毒试图接管细菌细胞机制以复制更多病毒时,细菌可能从根本上切断噬菌体的脱氧核糖核酸,或剥离其复制所需的基本遗传物质。

这项由澳大利亚墨尔本大学和以色列希伯来大学科学家牵头的新研究,试图揭示细菌这种犹如按下弹出键的戏剧性生存策略。通过运用细菌遗传学、荧光显微镜和高分辨率冷冻电子断层扫描技术,科学家们发现了一种奇怪的细菌蛋白“YjbH”。这种分子作为“传感蛋白”,能阻止噬菌体感染相邻细胞。

这个过程会启动细胞外膜的收缩机制,切断受感染部位,就像截除坏疽肢体一样,将病毒感染体隔离在缺乏复制必需机制的封闭区间内。研究人员指出,这标志着首次发现此类“抗噬菌体防御系统”。

现在研究人员已了解噬菌体的敌人,就可以研究利用它的方法,或许可以开发一种化合物,在噬菌体攻击细胞时抑制细菌感知噬菌体的能力。

利用噬菌体来对抗日益增多的耐药性微生物并不是一个新想法。美国耶鲁大学医学院有一个“噬菌体库”,储备了大量潜在的治疗用候选噬菌体。为治疗耐药性感染,科学家可以测试患者提供的细菌样本,并参考细菌库,以找到最佳的抗菌候选噬菌体。科学家们也在研究利用人工智能技术,通过对噬菌体和宿主相互作用的深入分析来优化噬菌体疗法研究。(编译/卢荻)