未来有什么方法可对付超级细菌?恒河水或给人类新启发

未来有什么方法可对付超级细菌?恒河水或给人类新启发


我们知道恒河可以说是印度人心中的圣河。

然而,这条被冠以神圣之名的河流自古以来是个“藏污纳垢”的场所。


除了在河中洗衣之外,当地人习惯于将各种垃圾和死者遗体投入其中。



当然,这样的操作也使其成为了致病细菌繁殖的温床

重点是许多印度人还能对此视而不见,若无其事地喝着恒河水,沐浴在充满垃圾的恒河里。

果不其然,在19世纪末,恒河两岸爆发了罕见的霍乱疫情。

不过,它并不会像其他地方霍乱疫情一样迅速蔓延,而是不久之后就会自动消失。


这种现象引起了一位英国细菌专家Ernest Hanbury Hankin的好奇。


经过研究后,他认为正是印度人饮用的恒河水当中存在着某种物质,可以将霍乱病菌杀灭。

Ernest Hanbury Hankin

可当时没有任何人能弄清楚这类物质究竟是是什么,只是将恒河水治霍乱传为一段佳话。


直到20多年后另一件神秘事件的出现,科学家才陆续揭开隐藏在其背后的秘密。


当时正逢一战如火如荼地打响,不料法军士兵却意外爆发了痢疾。

明明都是患上了程度相同的痢疾,有些人就是命大,拉完肚子就好了;另一些人却因此卧床不起,严重的更是直接死亡。


一位叫德赫雷尔的法国科学家对此百思不得其解,难不成痢疾也会对人造成如此大的区别对待?




德赫雷尔

经过一番研究,他从症状轻微的士兵的粪便细菌里发现似乎一种无形的东西正在杀死痢疾病菌。


虽说那时分子生物学还未发展起来,这些微生物看不见摸不着。


不过,长在培养皿上的细菌斑却如实地告知着这种神秘物质的存在。


若是细菌被感染了,里面的菌斑就会变透明,细菌几乎是被吃掉了一样。

因此,德赫雷尔就将这些物质命名为噬菌体。


之后人们才发现当初恒河水里,正是拥有这一类噬菌体在暗中消灭病菌。

为了早日找到治疗的方法,他索性将粪便里的这些微生物收集起来制成体剂。

紧接着,他抱着试试看的想法将其注入四位重度痢疾患者的体内。


不久之后,这些痢疾患者居然神奇地康复了。德赫雷尔因此受到了很大的鼓励,并推动了大量关于噬菌体的研究。

显微镜下粪便样品中的志贺氏菌

中学课本上,我们就知道噬菌体主要是由蛋白质和核酸构成的。


它有着一个大大的头、一条尾巴和几只触角,造型看起来与蜘蛛侠神似。


其中,这头的外壳便是充满着蛋白质,包含在里面便是遗传物质DNA。

而噬菌体吞噬细菌的过程也相当地别致。


它一般会先靠触角慢慢吸附在细菌上,而后再用尾巴在细菌的壁膜上拼命打洞。费这么大劲的目的其实是为了将自己的DNA注入到细菌里去。


紧接着,这些噬菌体DNA就直接喧宾夺主,利用细菌里面的资源开始疯狂复制DNA。


没过多久,它们就会像变戏法般地复制出几百个新的子孙后代,并释放出溶菌酶。

小小的细菌哪里容得下这么庞大的噬菌体家族来折腾。


等里面的资源消耗殆尽之后,噬菌体大军便从细菌中破体而出,寻找下一批攻击目标。


这样一来,在人体里为所欲为的致病细菌,对噬菌体来说就是一顿顿饕餮大餐。

不过,虽说噬菌体对付细菌威力无穷,但它们必须要靠细菌才能养起来,是出了名的难伺候。


另外,噬菌体最大的毛病就是挑食了。不同的噬菌体只会挑选自己合口味的细菌来食用,即便饿死也一律不吃其他不合口味的细菌。


可由于我们人体在细菌感染时会有多种细菌并发,所以要对应找到匹配的噬菌体并非易事。

但在20世纪初抗生素还没出现,噬菌体也曾作为抗菌治疗药物被普遍使用。

在当时的欧洲和北美,人们很容易在柜台上就能买到掺有噬菌体,用于治疗皮肤感染的粉剂。


世界上许多药厂不惜成本大量生产和销售不同噬菌体制剂,为了治疗霍乱和其他疾病等。



可好景不长,噬菌体还尚未广泛普及,亚历山大·弗莱明就在1928年发现了青霉素。


当时青霉素堪称万能药,能将大部分细菌感染的病治好。

同时,作为简单化合物的它们,既可以进行精确的测试,又能进行大量生产。


反观噬菌体,它们十分专一,表面看起来有时见效,有时又没用。

尽管人人都知道这种病毒疗法能治疗细菌感染,但是支持者们仍然没能证明它的安全性和有效性。


这也导致噬菌体一下子被打入了冷宫,一冷就是40多年。

亚历山大·弗莱明

尽管如此,噬菌体还是凭着自己的天赋异禀推动着人类生物学的发展。


比如我们生物课本上学过的赫尔希和沙斯两人就是利用噬菌体证明了DNA的遗传功能,为最终确立DNA是主要的遗传物质奠定了基础。

噬菌体侵染细菌的实验

虽说噬菌体研究在欧洲衰落了,它却一直在苏联和东欧等国家大规模使用。


光是苏联就曾经有5个研究所从事噬菌体制剂生产, 这些噬菌体制剂主要用于痢疾、伤寒、霍乱等细菌感染的治疗。


除此之外, 在我国也很早开始了对噬菌体治疗等进行治疗。


其中,一个典型的案例是1958年就用噬菌体治疗烧伤工人邱财康的细菌感染

当时邱财康全身89.3%面积的皮肤被灼伤, 深度灼伤面积达23%,生命危在旦夕。


经过医院的抢救,邱财康总算是捡回了一条命。


可是他却出现了绿脓杆菌败血症,病情急剧恶化。


在使用抗生素多粘菌素治疗后,细菌出现了耐药性,药物无法控制。


一位叫余㵑的微生物学家提出大胆的设想——用噬菌体杀死绿脓杆菌


他组织人员从郊区野外污水中进行采样。随后,他把采集的大量样品集中到医学院实验室, 最后制成了噬菌体液。


医护人员就用噬菌体液来帮病人清理伤口, 这才使病人的感染慢慢得到控制, 并最终痊愈出院


邱财康在妻子携护下走出医院

不过,由于当时抗生素能杀灭广泛的细菌,让医生在开处方时无需诊断得过于细致。


而噬菌体由于很专一,需要医生详细指出病人感染的细菌,这也就要求看病的过程变得更加复杂。


所以,即便在这些还会使用噬菌体疗法的国家,它只是处在边缘化的医治方法而已。

近几年来,伴随着超级细菌的到来,对噬菌体的研究才再次成为话题。


无独有偶,那些曾经让噬菌体被人们忽视的缺点,如今反倒成为了它们的大优势。


我们知道由抗药性产生的超级菌群,基本上是个性化单一的菌落。


这就需要杀菌物质的专一性。而大多数噬菌体刚好只爱吃某一类细菌,并不会伤害体内其他有益的菌群。


比如,2016年有一位美国人不幸感染超级细菌——伊拉克细菌。(世界上有六大超级细菌)


在他试遍所有抗生素无效时,医生往他体内注入噬菌体后,成功杀死体内的细菌,使他得到了康复







这激动人心的消息也重拾了科学们对噬菌体的重视。

目前,全球都在寻找具有特殊能力的噬菌体。


近年来,加州大学洛杉矶分校和匹兹堡大学的专家们在噬菌体家族中一共找到了11种具有特殊能力的病毒。


它们能专门攻击并杀死引发痤疮的细菌——痤疮丙酸杆菌


要知道,有该病菌引起的痤疮,影响着无数的人,但目前很少有安全可靠的方法来治疗它。


痤疮丙酸杆菌

日前,许多科学家也在计划进行实验来研究用这些病毒来治疗痤疮的疗法。

毕竟使用天生以这种细菌为食的病毒来治疗痤疮,是可以让数以万计长痘痘的人免受身心伤害。


但目前来说,这种疗法还尚处在临床研究阶段,其有效性、安全性、稳定性还比较缺乏足够的说服力。

与此同时,噬菌体作为抗菌剂在食品中防腐也有了很大发展空间。

噬菌体防腐则通过以毒攻毒的方式,只杀目标细菌,并不破坏食物当中的成分。


尤其在施用之后的保存过程中,致病细菌的数量还会不断降低。

因为它们不会攻击人体细胞,安全性方面也更令人放心。

尽管过去由于历史原因,噬菌体长期处于被科学家忽视的地位。

但现在许多科学家都奋力研究,希望在未来它能应用到各种与致病细菌有关的领域当中。


在医学上,这一大类噬菌体临床研究更是正在如火如荼地进行着。


或许在不久的将来,噬菌体真正成为了人类不可多得的好帮手。


*参考资料

中国科学:噬菌体治疗的前世、今生与未来

BBC,'Harmless skin virus' fights acne

噬菌体:干掉细菌,你就是大救驾《知识分子》

从超级细菌手里拯救我们的,会是病毒吗?果壳科学人

地平线系列(1997年):The Virus that Cures,一部关于噬菌体药物的纪录片




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编辑于 2018-05-06

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