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『噬菌体』特立独行、外貌奇特的噬菌体，真是病毒中的一股“清流”


出品：科普中国
制作：蒋梦萍 （中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心）
监制：中国科学院计算机网络信息中心
1.闻病毒而色变
【『噬菌体』特立独行、外貌奇特的噬菌体，真是病毒中的一股“清流”】病毒的名字“virus”起源于拉丁文 ， 意思是毒药和其他有毒的液体 ， 这个最早的名称就表明virus在人们心目中是一种不好的事物 。 “virus”的中文翻译是“病毒” ， 也暗示着和疾病、毒物相关 ， 听起来就让人敬而远之 。 病毒家族几个“流量明星”的大爆 ， 比如艾滋病毒、流感病毒、乙肝病毒、SARS、埃博拉病毒等等 ， 为病毒的恶名远扬推波助澜 ， 仿佛它是十恶不赦的魔鬼 ， 恨不能灭之而后快 。
『噬菌体』特立独行、外貌奇特的噬菌体，真是病毒中的一股“清流”
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那么 ， “臭名昭著”的病毒家族真的都是恶棍吗？今天就给大家介绍病毒家族中特立独行的一位成员——噬菌体 。
2. 意外发现——“吃”细菌的病毒
噬菌体是病毒家族的一个分支 ， 有成千上万个不同的成员 。 它的独特之处在于可以感染细菌 ， 通过寄生在细菌体内进行复制增殖 ， 最终杀死细菌 ， 一种噬菌体只能感染一种细菌 。 和其他病毒一样 ， 噬菌体也是由蛋白质包裹的外壳和内部的核酸两部分构成 。
『噬菌体』特立独行、外貌奇特的噬菌体，真是病毒中的一股“清流”
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噬菌体在1915年首次被细菌学家弗雷德里克·图尔特（Frederick T.wort）报道 。 他发现琼脂培养基上的部分细菌菌落变得透明 ， 这样的菌落进一步培养时不能形成新的菌落 ， 也就是细菌被杀死了 。
与此同时 ， 在巴黎巴斯德所工作的加拿大细菌学家费利克斯· 德赫雷尔（Felix d’Herelle）在培养从痢疾患者的粪便中分离出的痢疾杆菌时 ， 也在培养皿上发现了一些不长细菌的圆点 。 他猜测圆点里有某种颗粒杀死了细菌 。 他把这些圆点称为噬斑 ， 引起噬斑的颗粒称为噬菌体（bateriophage） 。 之后 ， 由于噬菌体感染细菌的独特特性 ， 其在生物领域的传奇故事就此揭开序幕 。

『噬菌体』特立独行、外貌奇特的噬菌体，真是病毒中的一股“清流”
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3. 噬菌体对抗超级细菌
顺着噬菌体可以感染细菌的思路 ， 很容易就想到 ， 很多疾病是细菌感染引起的 ， 是不是可以“以毒攻毒” ， 用噬菌体来杀细菌 ， 达到治疗疾病的目的呢？治疗细菌感染的首选通常是抗生素 ， 但是随着抗生素的滥用 ， 耐药现象越来越常见 ， 这让人们的注意力重新回到噬菌体身上 。
那么如何利用噬菌体对抗超级细菌呢？
我们来看2019年《自然医学》杂志的一个案例报道 。 案例的主人公是一个15岁的少女 ， 由于患有先天性肺囊性纤维化 ， 肺功能持续下降 ， 不得不进行肺移植 。 移植后的免疫抑制让本就有的感染炎症雪上加霜 。 体外培养发现是一种名为分枝杆菌的耐药菌种感染 ， 尽管给予了患者强效治疗分枝杆菌的药物和抗生素 ， 但是效果不好 。
为此 ， 医生不得不寻找新疗法 ， 他们想到的就是用噬菌体治疗 。
噬菌体治疗的第一步 ， 是体外分离验证 。 他们培养从患者伤口分离的分枝杆菌 ， 形成不同的菌落 ， 一个菌落就是一类相同的分枝杆菌 。 之后选取从分枝杆菌中分离的大量噬菌体 ， 一种一种进行共培养 ， 看其是否可以感染菌落 ， 结果从大约10000种噬菌体中找到三种噬菌体可以感染菌落1 。
然后 ， 需要通过基因改造技术提高它们的感染效率 。
接下来 ， 测试这三种噬菌体对其他菌落的感染效率 ， 尽管发现并不是每一种噬菌体都能感染杀灭所有的菌落 ， 但是如果将三者连用 ， 则可以杀灭大部分分枝杆菌 。 这种噬菌体连用的疗法 ， 被称为“鸡尾酒疗法” 。


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