據(jù)中新網(wǎng)報(bào)道，新型超級細(xì)菌席卷多國，美國感染者近半數(shù)在90天內(nèi)喪命！ 

　　“超級細(xì)菌”這個(gè)字眼并不是第一次霸據(jù)熒屏，短短十幾年間它曾多次登上各大媒體的頭條。 

　　KPBS Public Media（KPBS大眾傳媒）曾報(bào)道過加州大學(xué)教授Tom Patterson與病魔戰(zhàn)斗的傳奇事跡。 

　　 Patterson與妻子游覽埃及金字塔時(shí)突感身體不適，被當(dāng)?shù)蒯t(yī)院診斷為胰腺炎。在接受治療后Patterson的病情卻持續(xù)惡化，于是妻子立刻將他轉(zhuǎn)移到了德國最好的醫(yī)院。德國的大夫?qū)?span lang="EN-US">Patterson做了全面的檢查后拿著診斷報(bào)告找到了妻子。 

　　“Strathdee女士，這里有一個(gè)好消息和一個(gè)壞消息。” 

　　“呃……” 

　　“好吧，好消息就是Patterson并沒有得胰腺炎。” 

　　“太好了！” 

　　“壞消息就是他感染了超級細(xì)菌——‘鮑曼不動(dòng)桿菌’。” 

　　“天啊！” 

　　  

　　超級細(xì)菌：自然界的超級bug 

　　世間萬物生生相克才能維持自然界的生態(tài)平衡，而超級細(xì)菌卻不斷地挑戰(zhàn)著這一生存法則。 

　　超級細(xì)菌（Superbacteria）, 泛指對多種抗生素具有耐藥性的細(xì)菌，又稱“多重耐藥性細(xì)菌”。抗生素的濫用，可以說是細(xì)菌進(jìn)化成耐藥菌的一大推手。 

圖片來源：http://www.163.com/ 

　　2016年霍金就在《衛(wèi)報(bào)》上發(fā)出警告：“也許不用外星人或隕石撞擊出手，人類濫用抗生素所致的‘超級細(xì)菌’就足以顛覆世界秩序。”從長遠(yuǎn)來看，濫用抗生素莫過于“飲鴆止渴”。人類一手打造的超級細(xì)菌，反過頭來又毒害著人類。在上文提到的“鮑曼不動(dòng)桿菌”就是全球六大“毒梟”之一。 

鮑曼不動(dòng)桿菌（圖片來源：https://en.wikipedia.org/） 

　　眼看著Patterson危在旦夕，醫(yī)生們已經(jīng)向超級細(xì)菌舉起了白旗。妻子Strathdee對醫(yī)生們說：“也許我可以試試！”原來妻子Strathdee的真實(shí)身份是加州大學(xué)圣迭戈全球健康研究所的所長兼?zhèn)魅静×餍胁＜遥?span lang="EN-US"> 

　　Strathdee認(rèn)為既然主流醫(yī)學(xué)對超級細(xì)菌束手無策，就應(yīng)該另辟蹊徑。面對有35億年進(jìn)化歷史的細(xì)菌，人類唯有到遠(yuǎn)古時(shí)代去尋找擊敗它的武器。Strathdee歷經(jīng)千難萬險(xiǎn)最終找到了這把“上古寶劍”——噬菌體療法。 

　　  

　　噬菌體：人類的“病毒雇傭軍” 

　　噬菌體是一種可以感染和殺滅細(xì)菌的病毒，利用該特性可以將噬菌體用于抗菌治療。 

　　鑒于抗生素抗菌的良好療效，噬菌體療法漸漸被人們拋之腦后。直到超級細(xì)菌的出現(xiàn)，才使得這把 “上古寶劍”得以重出江湖。 

　　  

　　噬菌體病毒結(jié)構(gòu)簡單，靠兩種方式繁殖 

　　噬菌體結(jié)構(gòu)簡單，只由核酸和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成。 

　　包括T4噬菌體在內(nèi)，大多數(shù)噬菌體呈“復(fù)合對稱殼體結(jié)構(gòu)”，其頭部呈二十面體對稱，尾部呈螺旋對稱。在幾何學(xué)立方對稱結(jié)構(gòu)中，以二十面體容積最大。因此采取此種蛋白結(jié)構(gòu)，使得噬菌體可以包裝更多的核酸。 

圖片來源：https://en.wikipedia.org/ 

　　噬菌體在自然界中的含量極其豐富，約為107 /cm3，我們每天隨食物就可吃下大量噬菌體。 

　　根據(jù)繁殖方式可分為溶菌性和溶原性噬菌體。 

　　1、溶菌性噬菌體 

　　溶菌性噬菌體是把自己的基因組注入到宿主菌內(nèi)進(jìn)行編碼和復(fù)制，組裝成子代噬菌體后裂解宿主菌， 釋放出子代噬菌體。 

　　2、溶源性噬菌體 

　　溶源性噬菌體將基因整合于細(xì)菌染色體上，隨細(xì)菌染色體的復(fù)制而復(fù)制，并隨細(xì)菌分裂而分配至子代細(xì)菌的染色體中，從而達(dá)到共存狀態(tài)。偶爾可自發(fā)地或在某些外界因素的刺激下，進(jìn)入溶菌性周期，導(dǎo)致細(xì)菌裂解。 

　　根據(jù)溶菌性噬菌體的這一特性，可將噬菌體作為抗菌制劑來治療相關(guān)的細(xì)菌感染疾病。 

　　  

　　那么噬菌體是如何吃掉細(xì)菌的呢？ 

　　以T4噬菌體為例，其溶菌周期包括吸附、注射、合成、裝配和釋放五個(gè)階段： 

　　吸附：吸附是病毒復(fù)制的第一步，也是成功的關(guān)鍵。T4噬菌體尾部的尾絲蛋白可與宿主細(xì)胞壁上的受體蛋白特異性結(jié)合。 

　　注射：噬菌體通過尾部收縮將衣殼內(nèi)的核酸注入宿主細(xì)胞內(nèi)。 

　　合成：噬菌體基因組利用宿主細(xì)胞合成核酸和蛋白質(zhì)的場所、原料、能量，完成自身大分子的合成。 

　　裝配：噬菌體大分子以一定方式結(jié)合，組裝成完整的子代噬菌體，標(biāo)志著噬菌體的成熟。 

　　釋放：T4噬菌體裝配完成后以裂解的方式釋放，釋放出的子代病毒又可繼續(xù)感染新的細(xì)菌，啟動(dòng)新一輪的溶菌周期。 


T4噬菌體溶菌周期（圖片來源：https://en.wikipedia.org/） 

　　  

　　亮劍！噬菌體VS超級細(xì)菌  

　　相比傳統(tǒng)的抗生素療法，噬菌體療法有諸多優(yōu)勢。 

　　其一，噬菌體是可以復(fù)制的“活藥”，只需小劑量給藥；其二，抗生素的使用容易引起細(xì)菌的耐藥性，而噬菌體與細(xì)菌在自然界中共同進(jìn)化，因此能克服細(xì)菌抗性；其三，抗生素的廣譜性導(dǎo)致其會(huì)對人體的有益菌產(chǎn)生不同程度的損害，破壞體內(nèi)菌群環(huán)境，而噬菌體的專一性則賦予了我們精準(zhǔn)打擊的能力。 

噬菌體感染細(xì)菌（圖片來源：scitech.people.com.cn/） 

　　1、噬菌體雞尾酒療法 

　　大多數(shù)噬菌體菌株的寄主范圍過于狹窄，也在一定程度上限制了噬菌體的臨床應(yīng)用。將多種具有不同裂菌譜的噬菌體制成混合制劑，就像“雞尾酒”，這種制劑可以很好的解決這一問題。 

　　噬菌體雞尾酒療法已被成功應(yīng)用數(shù)十年，由于具有廣譜性，且可降低耐受細(xì)菌出現(xiàn)的頻率，仍是目前噬菌體治療主要發(fā)展方向之一。 

　　2、噬菌體的基因編輯 

　　合成生物學(xué)的興起，使得噬菌體的遺傳改造搭上了快車。 

　　溶菌性噬菌體在裂解細(xì)菌的同時(shí)，會(huì)造成細(xì)菌內(nèi)毒素的大量釋放，引發(fā)機(jī)體的炎癥反應(yīng)。利用遺傳改造生產(chǎn)復(fù)制缺陷或裂解缺陷的噬菌體可避免這一問題。同樣，基因編輯也可以賦予噬菌體對細(xì)菌的廣譜性。 

　　3、噬菌體編碼產(chǎn)物 

　　研究發(fā)現(xiàn)噬菌體通過“早期蛋白”挾持宿主資源，完成其復(fù)制增殖過程。早期蛋白有干擾宿主細(xì)胞DNA復(fù)制、抑制細(xì)胞正常分裂等功能。目前已利用早期蛋白設(shè)計(jì)出多種小分子抗菌化合物。 

　　同時(shí)，相比活性噬菌體，噬菌體裂解酶具有不可增殖、易于定向操作、較少細(xì)菌抗性影響等優(yōu)點(diǎn)，包括內(nèi)溶素在內(nèi)的噬菌體裂解酶已被用于多種細(xì)菌感染的防治。 

　　多虧噬菌體療法挽回了Patterson教授的生命，時(shí)年70歲高齡的他擁抱著妻子和兒女，對救命恩人感激涕零：“噬菌體療法對我來說是一個(gè)奇跡，也意味著數(shù)百萬人在未來有了被治愈的希望。” 

　　 霍金老先生雖已仙逝，但他對世人的警示卻依舊回蕩在我們的耳邊。當(dāng)代的科學(xué)家將會(huì)竭盡全力地對抗超級細(xì)菌，人類在抗生素濫用的道路上終將懸崖勒馬。 

　　  

　　參考資料： 

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　　[5] Krause R M. Studies on bacteriophages of hemolytic streptococci. I. factors influencing the interaction of phage and susceptible host cell[J]. J Exp Med, 1957, 106(3): 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 agent[J]. Front in Microbiol, 2016, 7(12): 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 model[J]. Surgery, 2005, 137(6): 639-646. 

　　[8] Rohwer F, Segall A M. In retrospect: A century of phage lessons[J]. Nature, 2015, 528(7580): 46-48. 

　　[9] Savalia D, Westblade L F, Goel M, et al. Genomic and proteomic analysis of phiEco32,a novel Escherichia coli bacteriophage[J]. J Mol Biol, 2008, 377(3): 774-789. 

姜還是老的辣：噬菌體VS超級細(xì)菌

圖文簡介

摘要：據(jù)中新網(wǎng)報(bào)道，新型超級細(xì)菌席卷多國，美國感染者近半數(shù)在90天內(nèi)喪命！世間萬物生生相克才能維持自然界的生態(tài)平衡，而超級細(xì)菌卻不斷地挑戰(zhàn)著這一生存法則。直到噬菌體療法再次被人們所想起。噬菌體是一種可以感染和殺滅細(xì)菌的病毒，利用該特性可以將噬菌體用于抗菌治療。鑒于抗生素抗菌的良好療效，噬菌體療法漸漸被人們拋之腦后。直到超級細(xì)菌的出現(xiàn)，才使得這把 “上古寶劍”得以重出江湖。