可控噬菌體療法可以靶向耐藥細(xì)菌 同時(shí)避免潛在的意外后果

對(duì)抗抗藥性病原體的斗爭(zhēng)依然激烈。盡管美國(guó)疾病控制中心(CDC)2019年發(fā)布的“頂級(jí)威脅”報(bào)告顯示，與上一份報(bào)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(jī)構(gòu)也警告稱，新的耐藥病原體仍在出現(xiàn)。

與此同時(shí)，治療由這些細(xì)菌引起的感染的選擇正在減少，這證實(shí)了醫(yī)生和科學(xué)家對(duì)抗生素時(shí)代結(jié)束的擔(dān)憂。

加州大學(xué)圣巴巴拉分校的化學(xué)和生物化學(xué)教授陳依齡說(shuō)：“我們知道這將是一個(gè)長(zhǎng)期的問(wèn)題?！薄盎旧希坏┌l(fā)現(xiàn)青霉素，幾年后，就有報(bào)道說(shuō)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(jìn)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(tuán)隊(duì)正在尋找抗生素的替代品，以加大努力防止無(wú)法治愈的細(xì)菌感染趨勢(shì)。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(xì)菌上的天然病毒。

發(fā)表于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》的論文的作者陳說(shuō)：“這實(shí)際上是它們生長(zhǎng)和殺死細(xì)菌的自然功能。通過(guò)利用噬菌體駐留在特定細(xì)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(lái)破壞多藥耐藥細(xì)菌，即使沒(méi)有抗生素。

陳說(shuō)，噬菌體療法并不新鮮。事實(shí)上，雖然它們?cè)诤艽蟪潭壬媳徽J(rèn)為是抗生素的最后替代品，但它們?cè)诤蜌W洲已經(jīng)使用了大約一個(gè)世紀(jì)。噬菌體治療尚未解決的問(wèn)題之一是噬菌體生物學(xué)特性的不完全表征。由于噬菌體本身的快速進(jìn)化和繁殖以及病毒可能攜帶的潛在毒素，這種生物學(xué)可能會(huì)導(dǎo)致意想不到的后果。她補(bǔ)充道，另一個(gè)問(wèn)題是噬菌體療法是否可用。

她說(shuō)：“很難分析噬菌體療法的效果。”“你可能會(huì)看到它完全起作用，也可能會(huì)看到它完全失效，但你沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的劑量反應(yīng)?！?

為了克服這些挑戰(zhàn)，陳實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了一種控制噬菌體治療的方法。

她解釋說(shuō)：“我們所做的是將噬菌體與金納米棒結(jié)合起來(lái)。”這些“顯影液”應(yīng)用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)的細(xì)菌，然后暴露于近紅外光。

陳說(shuō)：“當(dāng)這些納米棒被光激發(fā)時(shí)，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(xì)菌和噬菌體，從而防止任何有害的進(jìn)一步進(jìn)化。因此，它是一種靶向噬菌體治療的導(dǎo)彈，劑量也可以控制。實(shí)驗(yàn)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(huì)引起急性癥狀。他們還能成功地消滅導(dǎo)致植物腐爛的細(xì)菌油菜。

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

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