殺死細菌的致命雞尾酒

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作為生活中的普遍規律,總會存在更大的魚——對於每一種捕食者,都潛伏著更大的捕食者,準備吃掉它。然而,同樣值得記住的是,通常也總會存在更小的魚;對於每一種小的、惱人的寄生蟲,都存在可以感染它的東西。細菌也不例外。

噬菌體是感染細菌的病毒。它們有兩種不同的型別:潛伏性噬菌體,它們將自身整合到細菌基因組中並潛伏等待;以及裂解性噬菌體,它們感染細菌,接管細胞,使其充滿它們的後代,然後像電影《異形》中的幼體異形一樣全部爆裂而出。雖然潛伏性噬菌體對於遺傳學家來說非常吸引人(尤其因為它們提供了一種將DNA匯入細菌的方法),但裂解性噬菌體對於試圖殺死細菌的人們來說更加吸引人,因為它們提供了一種破壞細胞的方法。

噬菌體作為抗菌治療的優勢在於,它們比抗生素更具特異性和準確性;抗生素會簡單地殺死它們遇到的大多數細菌,而噬菌體則對特定物種具有特異性。與必須充滿你的系統才能產生任何效果的抗生素不同,噬菌體會在感染點的入侵細菌內特異性地複製。


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另一方面,就像任何其他抗菌劑一樣,細菌最終會對噬菌體產生耐藥性。如果你用一種針對該細菌的特定噬菌體菌株攻擊細菌感染,那麼很快細菌就能夠抵抗攻擊。對抗這種情況的一種方法是用許多不同型別的、以略微不同的方式工作的噬菌體來轟擊細菌。研究肺炎克雷伯菌的研究人員提出了一種簡化的方法,用於建立針對特定細菌入侵的“噬菌體雞尾酒”。這種雞尾酒包含不同菌株的噬菌體,所有這些菌株都可以用不同的方式攻擊細菌,從而使細菌更難對其中任何一種產生耐藥性。

雖然上面的圖表顯示了一個“標準”噬菌體,但在電子顯微鏡下可以看到菌株之間存在細微差異。有些菌株具有不同形狀的頭部,或者尾部排列不同。有些尾部比其他尾部更直或更長。研究人員利用不同的噬菌體形態,分離出了三種不同的菌株,然後透過觀察它們各自感染的細菌菌株來證實了這種差異。雖然它們可以殺死的細菌之間存在大量重疊,但每種噬菌體菌株之間都存在差異。

這種三噬菌體雞尾酒被證明比單噬菌體療法更有效地清除細菌感染,並且在小得多的劑量下也能有效發揮作用。三噬菌體混合物更快地殺死了細菌,減少了耐藥性產生的時間,研究人員提出,它們甚至可能具有協同效應——一種噬菌體降低細菌防禦能力,使另一種噬菌體更有效地入侵。

噬菌體雞尾酒的開發,無論是代替抗生素服用,還是與較低劑量的抗生素一起服用,都有可能成為一個非常有用的研究領域。目前,在一些國家使用的少數噬菌體雞尾酒似乎是噬菌體菌株的相當隨意的混合物。一種快速建立有效抗菌雞尾酒菌株的技術將對噬菌體技術和抗菌治療大有幫助。

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參考文獻:Gu J, Liu X, Li Y, Han W, Lei L, Yang Y, Zhao H, Gao Y, Song J, Lu R, Sun C, & Feng X (2012)。一種具有巨大治療潛力的噬菌體雞尾酒的生成方法。《公共科學圖書館·綜合》,7 (3) PMID: 22396736

About S.E. Gould

A biochemist with a love of microbiology, the Lab Rat enjoys exploring, reading about and writing about bacteria. Having finally managed to tear herself away from university, she now works for a small company in Cambridge where she turns data into manageable words and awesome graphs.

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