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《好病毒》噬菌体的不为人知的故事 精选

已有 3591 次阅读 2023-6-27 07:25 |系统分类:海外观察

噬菌体地球上最丰富的生命形式它们能为我们做很多事。

世界上充斥着病毒:它们在水、土壤和我们的肠道中繁殖。在 COVID-19 大流行之后,可以肯定地说,病毒不太可能赢得任何正面人气。然而,在《好病毒》中,科学作家汤姆·爱尔兰试图提高病毒们的声誉。

Why phage viruses could be the key to treating deadly infections — if they can be harnessed safely (nature.com)

是一本本引人入胜的书通过关注一组病毒感染细菌和古细菌等微生物的病毒,称为噬菌体,突出了病毒世界的光明面。社会往往忽视噬菌体德存在,更引起我们注意的病毒通常属于致病病毒,例如SARS-CoV-2、艾滋病毒和埃博拉病毒。但爱尔兰认为,如果研究人员成功地开发出可以治疗致命的耐药细菌感染的噬菌体,那么这种误会就可以解除。

研究人员在科学志愿者的帮助下,已经在梳理世界各地收集的噬菌体,寻找最好的医学候选者。这里并不缺乏材料:一升水可以含有数十亿种病毒,它们每年促进受感染细菌向海洋释放约30亿吨碳。

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噬菌体是生物实验室的宠儿,对我们对遗传学和分子生物学的理解产生了巨大的影响。玛莎·蔡斯(Martha Chase)和阿尔弗雷德·赫尔希(Alfred Hershey)在1950年代进行的传奇而优雅的实验,将DNA而不是蛋白质确定为遗传材料,这给后来DNA双螺旋结构发现和遗传物质的确定提供了关键证据第一个被测序的全基因组也是来自噬菌体。

但即使是那些研究噬菌体的学者也往往只关注少数病毒。围绕被忽视的大多数病毒的谜团使本书的某些部分令人愉悦。要了解有关噬菌体的更多信息,就是要发现有关隐藏世界的迷人细节,在这个世界中,它们塑造微生物生态系统并通过与宿主交换基因来加速进化。工程噬菌体有朝一日可以将药物输送到大脑,甚至可能被纳入医院使用的抗菌建筑材料中。

爱尔兰在书中用了大部分篇幅来讨论噬菌体作为感染和杀死耐药细菌菌株的药物的潜在优点。随着耐药性问题的增长,这个想法变得越来越有吸引力。据估计,到2050年,每年将有1万人死于抗生素耐药性感染。这是一个既不公正又严峻的未来:正如爱尔兰指出的那样,预计高达90%的死亡将发生在非洲和亚洲

有人说,噬菌体疗法可以让我们避免这种结果。如果这些病毒可以用作细菌感染的治疗方法,那么施用噬菌体混合物 - 每种噬菌体都有自己的感染细菌细胞的方式 - 可以减缓耐药性的出现。病毒本身能够改变,并且可以在细菌发展时进化出抵御细菌抗性机制的方法。

噬菌体疗法是一个既具有未来感又具有历史意义的想法:一些国家——尤其是前苏联成员国——已经使用噬菌体疗法治疗感染近一个世纪了。其中一些实验室在苏联解体后立即倒闭,当时格鲁吉亚等国家面临经济不稳定时期。爱尔兰提供了第比利斯一个噬菌体实验室的引人入胜的叙述,该实验室拥有数百名员工,在高峰期每年供应数吨噬菌体药物。在1990年代,苏联解体后留下来的研究人员在停电,生锈设备和基本用品短缺的情况下努力提供一些噬菌体疗法。从那以后,这种工作在一些实验室逐渐恢复运转

然而,大多数西方医生和科学家都拒绝了这种方法。偏见无疑助长了这种怀疑,使用噬菌体疗法确实需要复杂的技术支持。尽管这种干预措施挽救了大量生命,但缺乏完整数据也无法支持此类治疗的广泛使用。

尽管正面的一次性故事暗示了挽救更多生命的可能方法,但它们也冒着给处于绝望境地的人们带来虚假希望的风险。在使用噬菌体疗法时,经常面临阻碍发展偏见,药物监管的各种限制,当许多人生命处于危险之中时,这些限制可能会令人沮丧。但监管机构也有理由感到担忧,这也是事实。

噬菌体疗法有风险。如果制剂含有过多来自原始细菌宿主的物质,它会引发致命的免疫反应。关于噬菌体如何影响我们体内的微生物生态系统知之甚少,因为它们在居住并与邻居交换基因时。例如,已知的细菌只有在感染特定噬菌体后才会成为人类病原体。

好病毒》的出版是及时的。人们对噬菌体疗法的兴奋与日俱增,许多生物技术公司正在争夺这一领域。关键临床试验终于开始第比利斯和其他地方的噬菌体生产再次蓬勃发展。对于一个长期以来被不公平地忽视的领域来说,这是激动人心的时刻。但是,在我们知道噬菌体是否会使我们免于即将到来的耐药噩梦并使病毒世界变得更好之前,还有很长的路要走。



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