可控噬菌體療法可以靶向耐藥細菌 同時避免潛在的意外后果

對抗抗藥性病原體的斗爭依然激烈。盡管美國疾病控制中心(CDC)2019年發(fā)布的“頂級威脅”報告顯示，與上一份報告(2013年)相比，與耐藥微生物相關(guān)的死亡病例普遍減少，但該機構(gòu)也警告稱，新的耐藥病原體仍在出現(xiàn)。

與此同時，治療由這些細菌引起的感染的選擇正在減少，這證實了醫(yī)生和科學家對抗生素時代結(jié)束的擔憂。

加州大學圣巴巴拉分校的化學和生物化學教授陳依齡說：“我們知道這將是一個長期的問題?！薄盎旧?，一旦發(fā)現(xiàn)青霉素，幾年后，就有報道說有一種耐藥菌?！庇捎谒交蜣D(zhuǎn)移和快速繁殖等因素，革蘭氏陰性菌等生物的進化速度比我們生產(chǎn)抗生素控制它們的速度要快。

因此，陳和她的研究團隊正在尋找抗生素的替代品，以加大努力防止無法治愈的細菌感染趨勢。在他們的工作中，研究小組轉(zhuǎn)向噬菌體，這是一種定居在細菌上的天然病毒。

發(fā)表于《美國國家科學院院刊》的論文的作者陳說：“這實際上是它們生長和殺死細菌的自然功能。通過利用噬菌體駐留在特定細菌中而不破壞其他微生物群的能力，研究人員可以使用金納米棒和近紅外光的組合來破壞多藥耐藥細菌，即使沒有抗生素。

陳說，噬菌體療法并不新鮮。事實上，雖然它們在很大程度上被認為是抗生素的最后替代品，但它們在和歐洲已經(jīng)使用了大約一個世紀。噬菌體治療尚未解決的問題之一是噬菌體生物學特性的不完全表征。由于噬菌體本身的快速進化和繁殖以及病毒可能攜帶的潛在毒素，這種生物學可能會導致意想不到的后果。她補充道，另一個問題是噬菌體療法是否可用。

她說：“很難分析噬菌體療法的效果?！薄澳憧赡軙吹剿耆鹱饔?，也可能會看到它完全失效，但你沒有達到預期的劑量反應?！?

為了克服這些挑戰(zhàn)，陳實驗室開發(fā)了一種控制噬菌體治療的方法。

她解釋說：“我們所做的是將噬菌體與金納米棒結(jié)合起來?！边@些“顯影液”應用于哺乳動物細胞體外培養(yǎng)的細菌，然后暴露于近紅外光。

陳說：“當這些納米棒被光激發(fā)時，它們將光能轉(zhuǎn)化為熱能，這將產(chǎn)生高的局部溫度?！?

熱量足以殺死細菌和噬菌體，從而防止任何有害的進一步進化。因此，它是一種靶向噬菌體治療的導彈，劑量也可以控制。實驗室成功消滅了大腸桿菌、銅綠假單胞菌和霍亂弧菌——如果不加以控制，這些人類病原體會引起急性癥狀。他們還能成功地消滅導致植物腐爛的細菌油菜。

在加州大學圣巴巴拉分校機械工程師貝絲普魯特的合作下，實驗室確定，盡管細菌和噬菌體被熱成功破壞，但細菌生物膜下的哺乳動物細胞培養(yǎng)物仍有80%以上能夠存活。

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