(相關(guān)資料圖)

抗生素耐藥性是一種快速發(fā)展的現(xiàn)象，給公共衛(wèi)生計(jì)劃人員造成了極大的頭痛。然而，一項(xiàng)新研究表明，使用一種稱為細(xì)菌噬菌體(簡(jiǎn)稱噬菌體)的天然細(xì)菌感染病毒殺死細(xì)菌，可以殺死宿主，這是一種殺死細(xì)菌的新策略。研究人員的瓶頸一直在迅速識(shí)別和修飾已知的噬菌體以武器化以抵抗傳染性細(xì)菌。新方法通過(guò)使用可以在其上進(jìn)行修改的單個(gè)通用框架來(lái)解決此問(wèn)題。

噬菌體可以特異性識(shí)別目標(biāo)細(xì)菌，并通過(guò)它們的尾巴纖維附著在目標(biāo)細(xì)菌上，從而導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞壁的快速裂解或破壞。對(duì)于不依賴抗生素的機(jī)制，這種特性對(duì)于抗菌藥的攻擊是無(wú)價(jià)的。這可能意味著它們可以破壞對(duì)多種藥物具有抗性的細(xì)菌菌株。而且，它們專注于細(xì)菌本身，避免了脫靶或?qū)ι眢w的意外傷害。它們不會(huì)留下正常的健康細(xì)菌，由于它們的生物學(xué)性質(zhì)而不會(huì)引起明顯的毒性，并且可使發(fā)育過(guò)程更苗條，更便宜。它們復(fù)制自己，但是一旦任務(wù)完成就消失。

噬菌體自1915年以來(lái)就已經(jīng)存在，它們作為抗菌劑的用途也非常古老。盡管取得了良好的早期結(jié)果，但缺乏良好的試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及獲得的可變結(jié)果以及發(fā)生抗生素革命，共同將噬菌體推向了公眾的視線。然而，對(duì)幾種常用抗生素的耐藥性激發(fā)了人們對(duì)這種高度特異性和有效的抗菌療法的新興趣。

噬菌體工程對(duì)通過(guò)將基因修飾插入共同的支架尾纖維結(jié)構(gòu)中來(lái)增強(qiáng)可用于攻擊的噬菌體的多樣性是必要的。它還有助于克服引起噬菌體抗性的細(xì)菌機(jī)制，破壞破壞噬菌體附著于靶細(xì)菌能力的細(xì)菌生物膜，以及旨在降低細(xì)菌毒力或存活潛力的所謂抗病機(jī)制。

捕捉噬菌體的尾巴

第一個(gè)此類噬菌體于2015年投入使用。這是自然界中針對(duì)大腸桿菌的T7噬菌體?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，他們可以在T7噬菌體中插入特定基因，該基因編碼其他類型的尾巴纖維-一種蛋白質(zhì)，可以幫助噬菌體與目標(biāo)宿主細(xì)胞上的細(xì)胞表面受體特異性結(jié)合。這將使他們能夠修飾噬菌體，使其對(duì)任何選定的細(xì)菌具有選擇性。

但是，工程過(guò)程既不高效也不迅速。因此，他們一直在努力完善一種方法，使他們能夠制造出量身定制的噬菌體來(lái)對(duì)抗任何所需的細(xì)菌。一種方法是成功的，并且構(gòu)成了當(dāng)前基于噬菌體的攻擊策略的基礎(chǔ)。

當(dāng)前的研究提出了一種策略，可以快速修改噬菌體的基因組成，以刺激殺死腸道細(xì)菌大腸埃希氏菌(E. coli)的各種不同菌株。這項(xiàng)研究背后的麻省理工學(xué)院研究人員在尾纖維蛋白中產(chǎn)生了突變，病毒將這些突變鎖定在細(xì)菌細(xì)胞上?？梢詫?duì)這些突變進(jìn)行定制，以擴(kuò)大噬菌體可作用的宿主范圍，同時(shí)降低細(xì)菌觸發(fā)針對(duì)噬菌體感染的保護(hù)機(jī)制的能力。