出品：科普我国
制造：蒋梦萍 （我国科学院脑科学与智能技能杰出立异中心）
监制：我国科学院计算机网络信息中心
1.闻病毒而色变
病毒的姓名“virus”起源于拉丁文，意思是毒药和其他有毒的液体，这个最早的称号就标明virus在人们心目中是一种欠好的事物。“virus”的中文翻译是“病毒”，也暗示着和疾病、毒物相关，听起来就让人敬而远之。病毒宗族几个“流量明星”的大爆，比方艾滋病毒、流感病毒、乙肝病毒、SARS、埃博拉病毒等等，为病毒的恶名远扬火上加油，似乎它是罪大恶极的魔鬼，恨不得灭之而后快。
流感病毒（图片来自：Veer图库）
那么，“臭名远扬”的病毒宗族真的都是恶棍吗？今日就给咱们介绍病毒宗族中特立独行的一位成员——噬菌体。
2. 意外发现——“吃”细菌的病毒
噬菌体是病毒宗族的一个分支，有不计其数个不同的成员。它的一起之处在于能够感染细菌，经过寄生在细菌体内进行仿制增殖，终究杀死细菌，一种噬菌体只能感染一种细菌。和其他病毒相同，噬菌体也是由蛋白质包裹的外壳和内部的核酸两部分构成。
噬菌体的长相很一起，有人以为它长得像外星人（图片来自：Veer图库）
噬菌体在1915年初次被细菌学家弗雷德里克·图尔特（Frederick T.wort）报导。他发现琼脂培育基上的部分细菌菌落变得通明，这样的菌落进一步培育时不能构成新的菌落，也便是细菌被杀死了。
与此同时，在巴黎巴斯德所作业的加拿大细菌学家费利克斯· 德赫雷尔（Felix d’Herelle）在培育从痢疾患者的粪便中别离出的痢疾杆菌时，也在培育皿上发现了一些不长细菌的圆点。他猜想圆点里有某种颗粒杀死了细菌。他把这些圆点称为噬斑，引起噬斑的颗粒称为噬菌体（bateriophage）。之后，因为噬菌体感染细菌的一起特性，其在生物范畴的传奇故事就此揭开序幕。
噬菌体感染细菌的进程，首要有五步。（图片来自， 参考资料1，本文作者进行了文字弥补阐明）
3. 噬菌体对立超级细菌
顺着噬菌体能够感染细菌的思路，很简略就想到，许多疾病是细菌感染引起的，是不是能够“以毒攻毒”，用噬菌体来杀细菌，到达医治疾病的意图呢？医治细菌感染的首选通常是抗生素，可是跟着抗生素的乱用，耐药现象越来越常见，这让人们的注意力从头回到噬菌体身上。
那么怎么使用噬菌体对立超级细菌呢？
咱们来看2019年《天然医学》杂志的一个事例报导。事例的主人公是一个15岁的少女，因为患有先天性肺囊性纤维化，肺功用继续下降，不得不进行肺移植。移植后的免疫抑制让本就有的感染炎症落井下石。体外培育发现是一种名为分枝杆菌的耐药菌种感染，虽然给予了患者强效医治分枝杆菌的药物和抗生素，可是作用欠好。
为此，医师不得不寻觅新疗法，他们想到的便是用噬菌体医治。
噬菌体医治的第一步，是体外别离验证。他们培育从患者创伤别离的分枝杆菌，构成不同的菌落，一个菌落便是一类相同的分枝杆菌。之后选取从分枝杆菌中别离的很多噬菌体，一种一种进行共培育，看其是否能够感染菌落，成果从大约10000种噬菌体中找到三种噬菌体能够感染菌落1。
然后，需求经过基因改造技能进步它们的感染功率。
接下来，测验这三种噬菌体对其他菌落的感染功率，虽然发现并不是每一种噬菌体都能感染杀灭一切的菌落，可是假如将三者连用，则能够杀灭大部分分枝杆菌。这种噬菌体连用的疗法，被称为“鸡尾酒疗法”。
体外有用是万里长征的第一步，接下来就要进行体内验证了。
首先在患者手术创伤邻近部分用药，承认没有过敏等不良反应后，改为部分加静脉注射。继续医治6个月之后，患者的皮肤感染继续好转，肝功用和肺功用也继续好转，各项方针标明此次测验的噬菌体疗法十分成功。
其实咱们咱们能够发现，挑选噬菌体的进程和噬菌体被发现的进程有异曲同工之妙，一种解药（噬菌体）配一种毒药（细菌），难点便是找到这个仅有的解药。面临越来越奸刁的超级细菌，噬菌体一度被以为是对立细菌的终极兵器。
国内也有使用噬菌体对立超级细菌的报导。2017年上海还建立了“上海噬菌体与耐药研讨所”，致力于研讨使用噬菌体对立耐药细菌引起的感染，希望在今后和耐药细菌的对立中占有有利方位。
△图五，2017年9月，“上海噬菌体与耐药研讨所”在复旦大学隶属上海市公共卫生临床中心建立。（图片来自：网络视频截图）
4. 噬菌体的诺贝尔奖之路
除了可拿来对立超级细菌，噬菌体因其对生物学研讨和制药范畴的奉献，而两度成为诺贝尔宗族的座上宾。
第一次是经过 “噬菌体感染细菌试验”证明了DNA是生物体的遗传物质，而不是蛋白质，这项研讨取得了1969年诺贝尔生理学或医学奖。简略来说，构成噬菌体外壳蛋白的氨基酸含有硫（S），而DNA不含硫。相反，磷（P）首要存在于DNA。所以用35S和32P符号噬菌体的外壳蛋白和核酸，然后检测被感染的宿主细菌体内首要是35S仍是32P就能够推断出遗传物质究竟是核酸仍是蛋白质。这个奇妙又简略的试验因其重要性也出现在了咱们的高中生物讲义中。
△噬菌体感染细菌试验。阿尔弗雷德·赫尔希（Alfred Hershey）和玛莎·蔡斯（Martha Chase）因而取得1969年诺贝尔生理学或医学奖。（图片来自：百度百科）
噬菌体的第二个诺贝尔奖来自于“噬菌体展现技能”。简略来说便是将方针基因刺进到噬菌体外壳蛋白基因的特定方位，让方针基因对应的多肽或蛋白跟着衣壳蛋白的表达而表达，借此得以展现出来。这个绝妙的规划大幅度减少了传统基因克隆挑选蛋白的作业量，也拓荒了抗体药物研制的新思路。
在根据“噬菌体展现技能”研制的药物中，最著名的便是声名远播的用来医治类风湿性关节炎等本身免疫疾病的“药王”——阿达木单抗（TNF-α抗体）。在现已上市的数十种抗体药物中，使用噬菌体展现技能研制的有近10种，还有更多的抗体药物正在研制傍边。
△2018年诺贝尔化学奖颁给了两项研讨成果。一个是阿诺德的“酶的定向演化”，另一个是“多肽和抗体的噬菌体展现技能”，由史密斯和温特一起取得。（图片来自：https:///bacteriophage.html
Engineered bacteriophages for treatment of a patient with a disseminated drug-resistant Mycobacterium abscessus. Nature Medicine. 2019 May; 25(5):730-733. doi: 10.1038/s41591-019-0437-z. Epub 2019 May 8.
A (r)evolution in chemistry.https://old.nobelprize.orz/che-popular.pdf
《超级细菌感染患者经噬菌体医治康复出院》，报导来自上海市公共卫生信息网页
黄广涛，2017，《噬菌体在烧伤泛耐药细菌感染医治中的应用研讨》，第三军医大学
彭毅志，黄广涛，2016，《烧伤细菌感染的噬菌体医治》，中华烧伤杂志
文章仅代表作者观念，不代表我国科普饱览态度
