使人致病的病原微生物存在于我们生活的方方面面，我们无时无刻暴露在细菌感染的风险中。是否有一种生物同样让细菌感到恐慌，在自然界中扮演着与细菌相克的角色呢？
今天，我们就来为您分享一个生态界神奇的病毒——噬菌体。
1 什么是噬菌体？
噬菌体（Bacteriaophage）是可以感染侵袭细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒，它的名字来源于希腊文意为**“吞噬”**的单词“phagos”，主要根据其具有裂解宿主菌的能力而得名[1-2]。大家虽然对它不熟悉，但是它们却比细菌更多存在于我们的身边，是地球上数量丰富、极具多样化的生物实体，数量约达1031个，大概多于细菌10倍以上，它们控制着细菌的数量，与细菌共同进化[3]。
噬菌体在1915年就已经被发现，比当前应用广泛的抗生素早了13年，由于当时正处于第一次世界大战，培养繁琐且窄宿主谱的噬菌体研究被搁置，1928年第一个抗生素——青霉素问世。
青霉素以其惊人的治疗效果完胜噬菌体，导致绝大多数科学家将目光转移到效果显著的抗生素研发中[4]，仍有少数科学家依然坚持着对噬菌体基础性能、疾病治疗的探索，默默钻研已经有百年历史，为今天噬菌体作为耐药菌感染替代疗法打下了坚实的基础。
近几年抗生素的滥用，新的抗生素研制进程缓慢，耐药细菌数量和种类急剧增长，科学家为了寻求解决办法，更好的救治患者，想起了沉寂已久的噬菌体疗法。
2 噬菌体的工作原理
噬菌体具有较高的特异性，换句话说，一种噬菌体只能攻击有限范围的细菌（该种细菌或其变异体）。噬菌体有两个分类，烈性噬菌体和温和噬菌体，它们对细菌的态度像它们名字一样，一个“火爆”，一个“温柔”。
噬菌体在识别到与自己适配的细菌表面抗原后，附着在其表面，使用尾巴下蕴藏的尾刺刺破细菌外壳，经过尾部挤压将自己的DNA或者RNA注入到细菌内，烈性噬菌体利用细菌的营养成分迅速复制遗传物质、组装新的噬菌体，温和噬菌体并不急着复制，先将自己的基因序列整合到细菌染色体上，随着细菌分裂而分裂，代代相传，当在必要时刻重新启动裂解能力，迅速繁殖、组装，细菌最终因内部压力过高而裂解死亡、释放噬菌体，新释放的噬菌体立刻寻找新的目标重复以上步骤来杀死致病菌。目前噬菌体疗法使用的噬菌体主要为烈性噬菌体。
3 噬菌体的特性
噬菌体具有较高的特异性、多样性：
前文提到，一种噬菌体基本只能攻击有限范围的细菌（该种细菌或其变异体），自然界中噬菌体的含量丰富，不同识别范围的噬菌体也形形色色。
噬菌体具有高效性：
噬菌体复制、增殖能力强，其在感染区域以指数型速度进行增殖，能够迅速（24h之内）有效清除病原菌。
噬菌体具有良好的生物安全性：
噬菌体对其他非特异细菌不敏感，不会破坏其他菌群，同时由于噬菌体具有自限性，无法脱离细菌宿主而生存，因此一旦宿主消失，噬菌体便自行降解并排出体外，不会在体内滞留[5]。
4 噬菌体的应用
噬菌体治疗已经逐步进入我们的生活，由于抗生素耐药问题的不断加重，噬菌体作为耐药菌感染的替代疗法在多个由于细菌感染所致的疾病中均有所突破。当前噬菌体治疗的主要方向为全噬菌体治疗和裂解酶制剂治疗。
科学家利用噬菌体的高特异性，将多种不同抗菌谱的噬菌体混合，制成“鸡尾酒制剂”，这种疗法叫“鸡尾酒疗法”，是全噬菌体治疗中的常用方法。为了提高杀菌效果，现在也有采用噬菌体和抗生素协同使用的方法进行治疗。
目前已开发的医用噬菌体产品涉猎多种细菌引起的疾病，如金黄葡萄球菌等引起的化脓性炎症，伤寒杆菌和副伤寒杆菌引起的伤寒、急性胃肠炎或脓毒血症，志贺氏菌属引起的细菌性痢疾，李斯特菌、克雷伯菌引起的感染性疾病，以及其他致病菌导致的小肠结肠炎，急慢性结肠炎，菌群失调，耳、鼻、喉感染性炎症等。
噬菌体参与预防的疾病包括链球菌性疾病，大肠杆菌疾病等多个胃肠道疾病，清除器官移植过程中可能存在的定植菌，增高器官移植成功率，以及多个表皮部位的菌群调整预防细菌感染[6]。
5 噬菌体或将是“超级细菌”的解药
“超级细菌”泛指对多重耐药性细菌，它们对几乎所有抗生素具有抵抗作用，从而逃避死亡，我们一旦感染了这类细菌，很难治愈，一度出现无药可医，对健康造成了极大的威胁。
科学家为了解决这一难题通常仅有两条路：其一，继续研发新的抗生素与之对抗，在超级细菌产生新的耐药性之前再次成功研发出替代品；另一个则是另谋他路，启用噬菌体疗法，在没有噬菌体抵抗的基础上杀他个措手不及。
如今抗生素的研制进入瓶颈期，研制速度缓慢，想用新的抗生素来缓解超级细菌带来的压力尤已力不从心，噬菌体或将是超级细菌的解药，同时为重症多重耐药菌感染患者带来了生的希望。
依据噬菌体的窄宿主谱性为选择针对特异病原菌且避开正常菌群提供了可能，在保证治疗的前提下，又对患者无害，解开了抗生素因其无差别攻击致病菌和正常菌群的难题，为预防类似于抗生素对人体自身伤害的困扰提供了新的思路。
噬菌体时代已经到来，让我们共同期待它加入日常医疗保障中，共同对抗致病菌侵扰。
本文科普主题源自《2024研究前沿》报告中 生物科学领域TOP10热点前沿
【参考文献】
[1] 丛聪, 李纪彬, 王丽丽, 等. 中国噬菌体的早期历史文献研究[J]. 国外医药（抗生素分册）, 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] 洪若轩. 噬菌体疗法治疗细菌性感染研究进展综述[J]. 现代商贸工业, 2019(13):71-74.
[5] 张志宏, 钟佑宏, 王鹏. 噬菌体疗法的研究现状[J]. 中国热带医学, 2021,21(7):698-703.
编辑 丨刘洋 赵娜
审校 丨李娜 李玉乐
监制 丨彭斌
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