今天的故事发生在2015年年底,一对美国夫妇手牵手畅游神秘的东方古国——埃及,俩人甜蜜地爬完金字塔,两天后丈夫就生病了!

病情来得又突然又诡异:出汗、呕吐、腹痛、发烧、恶心、心跳加速……送到埃及医院后,当地医生诊断是急性胰腺炎,但是常规治疗手段 完!全!没!有!毛!用!
一周后,丈夫被转到德国,医生诊断:丈夫是感染了多重耐药鲍曼不动杆菌。
就是这货

那么,这是个什么狠角色呢?
“多重耐药”的意思是:对常用的3类或3类以上抗菌药物同时呈现耐药,简单的说就是细菌超厉害,常规药物没有鸟用。而“鲍曼不动杆菌”是臭名昭著的“伊拉克细菌”,在伊拉克战争中,许多美军士兵都因它而丧命。目前,绝大多数抗生素都拿它没有办法,可以说是点亮了技能树上的魔法免疫技能了。
实际上,耐药菌离我们的生活并不太远,它们在医院环境中分布很广,并且可以长期存活。
靳东和白百何主演的《外科风云》中,医院就曾经出现过耐药菌感染。科室人满为患,超过饱和度消毒措施不及时、不到位,交叉感染的情况就出现了。病人感染了耐药菌株,连续使用五种抗生素后,感染依然未能缓解,最后病危去世。

那么,耐药菌为啥这么腻害呢?下图是它们的耐药机制:

简单滴说就是:细菌可以把抗生素直接灭掉,或者细菌不让抗生素进来,或者细菌让抗生素进来了之后又把它赶出去了,或者细菌自己变身了,抗生素虽然进来了却没办法再起作用了。
好了,还是让我们回到之前的故事。本来“鲍曼不动杆菌”虽然厉害,但还是有药可治,然而,等这对夫妻回美国后发现,细菌已经变得对所有抗生素都具有抗性。这意味着,丈夫基本上也就离死不远了......
不过世间最幸运的事情可能是:你得了无药可治的病,而你的妻子恰好是加州大学圣地亚哥全球健康研究所所长兼传染病流行病专家……
Dr. Steffanie A. Strathdee

这位坚强的妻子开始自己研究新的治疗方法,一位同事提醒她说,曾经有朋友接受噬菌体疗法后奇迹般地痊愈了,或许她也可以朝这个方向努力。那么,什么是噬菌体疗法呢?
提起“噬菌体”,高中生都会比较熟悉赫尔希和蔡斯实验的主角:

噬菌体,顾名思义是“吃细菌的病毒”,是病毒中一个特殊的群体,存在于我们星球的每一个生物群落中,我们每天的生活中,呼吸、洗澡、吃饭、喝水都会遇到十几亿的噬菌体,我们的鼻腔中就存在着许多的噬菌体,帮助人体抵御空气中的细菌。

噬菌体的特点是:感染细菌后,会在短时间内快速增值,使得细菌破裂死亡,也就是说细菌是被胀死的......所以我们称之为“物理攻击”。
下图是噬菌体侵染细菌的动画过程:

利用噬菌体来治疗细菌感染的方法,被称为“噬菌体疗法”(phage-therapy或者phagotherapy)
图中蓝绿色的就是噬菌体,它们在侵染细菌,好像还挺萌的

噬菌体疗法并不是什么新鲜事,1917年,法国科学家Félix d′Hérelle观察到了能够杀死细菌的物质,并将其命名为“bacteriophage”,他利用噬菌体治疗人体细菌感染,并取得了很大的成功,噬菌体作为抗菌治疗药物被普遍使用。
那么问题来了,这么牛逼的治疗方法,为什么现在却很少听到和用到呢?归纳起来,主要是因为那时的噬菌体治疗存在局限性。
1、噬菌体非常挑食
- 举个例子,用抗生素“青霉素”杀菌,就好比用鸟枪打敌人,打一枪就射出好多发子弹,火力大,杀伤面宽,一种青霉素能对付好多种细菌。而用噬菌体杀菌,就好比用手枪打敌人,一枪就一发子弹,经常还打不死,往往要十几种噬菌体才能“吃掉”一种细菌。
2、噬菌体疗法有可能被自己人误杀
- 噬菌体有大分子结构蛋白,可能会被机体认为是外来的侵略因子,从而激活了免疫系统,被当成病毒之类的误吃了......误吃了......吃了......
3、被拖进黑名单
- 噬菌体被清除过一次后,就进入了机体的“黑名单”,再次使用时,由于机体已经记住了噬菌体的这张“脸”,因此,可能会被迅速清除,从而大大减低噬菌体治疗的效果。
4、细菌家族也会记住它
- 细菌爸爸被噬菌体灭掉后,细菌儿子会进化出了一套防御措施,来抵挡噬菌体的攻击。
由于上面的这些局限性,20世纪40年代,抗生素出现后,以其多快好省的杀菌效率完虐噬菌体疗法,被广泛推广应用,噬菌体治疗不再受到人们青睐。
不过俗话说得好,天道好轮回,苍天饶过谁!
随着抗生素被滥用,耐药菌大量出现与流行,近年来,一些“超级细菌”几乎对所有的抗生素都不敏感。导致人类 几!乎!无!药!可!用!这时人类再次把目光投向了噬菌体治疗。在刚才的故事中,噬菌体就是这对夫妇的救命恩人。
在找到合适的噬菌体并进行治疗后,丈夫三天后就醒了,数月后他就出院了,并成为美国第一例接受噬菌体疗法成功康复的人。

虽然,噬菌体疗法有自己的局限性,但近年来生物学研究技术也 突!飞!猛!进!之前不是说,噬菌体杀不了很多细菌吗?现在科学家将多种噬菌体组合在一起,形成“鸡尾酒”制剂,能杀死的细菌也就更多了。

科学家还可以通过适当的基因改造,使得一个噬菌体能对付多种细菌。而在未来,随着新一代全基因高通量测序技术和蛋白质组学技术的发展,科学家很有可能从庞大的噬菌体库中,迅速筛选出合适的噬菌体,开发出新型的广谱噬菌体杀菌剂。

在杀菌层面,噬菌体相比抗生素有几个特点:
首先,它是物理攻击。而现有的这些细菌,是在抗生素的药水里泡大的,整天琢磨着化学防御,突然来了一个拿着大刀猛砍的,真的有点懵逼。
其次,它很挑食。对,这就是化缺点为优点,抗生素就像是进入人体的核弹,在杀“敌菌”的同时,往往会不分青红皂白地杀死体内的益生菌群,而噬菌体则像是训练有素的狙击手,在精确射杀敌人的同时不会殃及“友菌”,也就不会引起严重的副作用。
第三,它特别能生。一个噬菌体爸爸一次能产生数百个噬菌体儿子,一个儿子又能产生几百个孙子,子子孙孙无穷匮也。因此,只需使用非常低的剂量,就能快速杀灭细菌,而抗生素则需要多次给药才能达到治疗效果。
第四,副作用少,无残留 。抗生素杀完菌后,是通过机体的代谢系统排出去的,有些还会在体内残留,而噬菌体只在细菌感染部位发生作用,并且会随着细菌的清除而死亡,不会残留于体内。
第五,敌动我也动 。前面提到过,细菌有可能对噬菌体产生抗性,但是和抗生素相比,噬菌体本身就在不断突变中,因此,它可产生适当的变异,以适应细菌的变异,而传统抗生素则不具备这种优势。
第六,研发周期短,成本低。把细菌扔到装满噬菌体的仓库里面,不吃这个细菌的噬菌体就饿死了,剩下来一边吃一边生的噬菌体,就是这种细菌的天敌。这种制作简便,而且常温下就可以保存和运输,而新抗生素的研发动辄十余年。
除了治病救人以外,噬菌体可以应用在食品生产的各个环节。例如,喂给奶牛,杀灭其体内的细菌,减少牛奶中的病原菌污染;净化食品加工的地面、墙壁和加工设备等;作为天然防腐剂,延长食品的储存期;对新鲜的水果消毒;检测食品中的致病菌。
水产、畜牧业和农业中的应用。喷洒特定的噬菌体,以控制疫病的发生,可以避免在饲料中添加抗生素,减少人类食用和耐药菌产生的机会。
在医院的一些特殊病房环境中使用。针对性地在一些病房喷洒对应的噬菌体,可以既“治病人”也治“治环境”,在国外,还有用噬菌体调节肠道菌群的研究,有可能用来减肥。理论上,只需用噬菌体把胖子的肠道菌群调节成瘦子的菌群比例,胖子就可以自然而然地瘦下来。
在生物学的其他领域,噬菌体同样发挥着重要作用,如噬菌体展示技术等。这几年,科学家们对噬菌体的研究取得了不少积极的成果,他们形容这就像是“回到未来”。或许噬菌体自己也没想到,最终将它拉出冷宫的,居然是被它当作食物的超级细菌。
对这种古老生物的研究,使我们回到生物学研究的最初,重新学习和反思关于遗传、关于繁殖,几百年的固有观念。或许噬菌体就像是生物学中的“暗物质”,是我们尚未了解的生物新大陆。
好了,今天的故事就到这里,除了认识噬菌体以外,还有一个重要知识点,给大家复习一下,那就是:
老婆找得好,可以救命哦!
更多精彩文章,请关注TABS创新实验室公众号!

TABS创新实验室——出国留学、自主招生的学术背景提升专家!