噬菌體:能拯救人類的病毒

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1890年代初,厄內斯特·漢金(Ernest Hankin)正在恆河岸邊研究霍亂疫情。當地人習慣於將死者遺體投入這條聖河,使之成為致病細菌繁殖的溫牀。由此,霍亂疫情迅速在恆河兩岸蔓延開來。

他在歐洲各地曾經看到過水源被病菌污染後爆發的嚴重疫情,但在這裏,恆河兩岸的疫情卻較為緩和;新的疫情爆發後很快就會結束,而不是像野火一樣迅速蔓延。

漢金認為水中肯定有某種神秘物質能在病菌泛濫前就將其殺滅。但是直到20年後,才有一位法國科學家發現,所謂神秘物質實際上是一種名為"噬菌體"(bacteriophage)的病毒。噬菌體對人體無害,但卻能夠有效殺滅霍亂菌,從而在霍亂菌感染當地朝聖者之前將河水淨化。

長期以來,噬菌體一直處於被科學家忽視的狀態。但是目前人們認為這種"忍者病毒"為我們提供了一種對抗致命疾病的新武器,有朝一日將能夠拯救世界各地數百萬人的生命。

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Image caption 在恆河流域,噬菌體能夠在病菌蔓延前就將其清除 (圖片來源: Getty Images)

找到一個對抗細菌感染的新方法不可能一蹴而就。數十年來,我們一直依賴青霉素等抗生素對抗感染。除非你的年齡過小、過大或者體質虛弱,否則沒有必要懼怕割傷、擦傷和基本外科手術。但是,在抗生素的使用範圍不斷擴大後,細菌開始演化出耐藥能力-這無疑是給人們敲起了警鐘。

英國政府及醫學慈善機構"維康基金會(Wellcome Trust)"2014年聯合發佈的報告稱,目前,各種耐藥細菌每年奪去數十萬人的生命,到2050年,這一數字將激增至1,000萬人之巨。

"1,000萬這個數字和目前每年死於癌症的人數相當,死於耐藥細菌的不僅有老年人,任何年齡階段的人都會成為犧牲品。擦傷等輕微皮膚損傷、分娩或髖關節手術等普通治療手段都會讓病人暴露在致命的耐藥菌感染之下,"新西蘭奧克蘭梅西大學的希瑟·亨德里克森(Heather Hendrickson)說。"我們正被拉回到抗生素誕生之前的世界,當時由於無法對抗感染,人類的平均壽命比現在要短得多。"

如果不想讓這種可怕的未來成為現實,我們就必須找到全新的抗菌方法。亨德里克森認為我們應當認真研究曾在恆河兩岸拯救了很多村民生命的噬菌體。2016年11月15日,她在BBC未來頻道在悉尼主辦的改變世界創想峰會上介紹了自己的研究。

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Image caption 噬菌體能夠在不損害人體細胞的情況下靶向消滅細菌 (圖片來源: Alamy)

與更先進的滅菌機制相比,噬菌體的抗菌原理非常簡單:由少量蛋白質分子組成的噬菌體能夠進入細菌內部劫持其生理機能,然後自我複製成數百個噬菌體副本。細菌死亡後將會爆裂解體,數百個噬菌體副本則從已死亡的細菌中釋放出來,然後重覆上述過程。人體自己的免疫系統已經採用了這一滅菌機制-我們的鼻腔內分佈有大量噬菌體以殺滅空氣中的細菌。

噬菌體具有很多優點,因此才被醫生們看中成為對抗耐藥菌的利器:噬菌體的數量巨大:亨德里克森指出,噬菌體的數量與細菌相比形成了10比1的優勢,從而使許多種新療法成為可能。"每一克土壤包含的噬菌體數量都多於地球上的總人口,"她說。

更有利的是,忍者病毒只會攻擊特定目標。這一點非常關鍵:醫生們已經發現,人體內的益生菌群對於人體健康非常重要。它們能對抗哮喘,甚至會協助人體釋放神經傳遞素,從而維持精神健康。

抗生素的靶向性較差,往往會不分青紅皂白地殺死體內的益生菌群。"它們將像是進入人體的核彈,"亨德里克森說,而噬菌體則像是訓練有素的狙擊手,在精確射殺敵人的同時不會殃及友軍。

噬菌體以其多樣性以及靶向性特點成為新抗菌療法的理想選擇,亨德里克森等科學家正在努力研究每種噬菌體的特點,以及所能對抗的病菌類型。"需要建立巨大的噬菌體療法數據庫,"她說。

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Image caption 冷戰期間,社會主義陣營的國家曾經對噬菌體開展了深入的研究 (圖片來源: Alamy)

與此同時,亨德里克森目前正和其學生努力研究土壤中發現的各類自然噬菌體的性狀。建立噬菌體數據庫後,他們還需要找到安全地培養、純化並儲存噬菌體的方法-噬菌體非常脆弱,極易變質,同時還需要確保噬菌體不會在治療中產生副作用。要知道,噬菌體有可能觸發人體免疫反應,從而導致過敏等問題。

目前,東歐國家在噬菌體研究上居於領先位置,她說;當初在西方轉向抗生素研究後,東歐國家有很多科學家繼續研究噬菌體。"整個冷戰期間,格魯吉亞、俄羅斯和波蘭一直使用噬菌體作為藥物,"她說。噬菌體常被用於戰場救護。"很多士兵會在作戰期間一直隨身攜帶噬菌體藥瓶。"

可惜的是,上述研究沒有在英語醫學刊物上發表,因而西方很多科學家對此一無所知-亨德里克森希望通過合作能夠克服這些障礙。在這次悉尼改變世界創想峰會前,她參與了在Reddit AMA平台上的討論。就在本周,一名從事噬菌體療法的醫生與她建立了聯繫。"很高興有機會和這些醫生見面,了解他們的噬菌體研究現狀,"她說。

西方最早開展的一項臨牀試驗是:使用分佈有噬菌體的繃帶覆蓋燒傷病人的傷口,觀察繃帶是否能夠防止傷口感染。亨德里克森稱,試驗在某些病人身上取得了成功。在改變世界創意峰會上,亨德里克森介紹了在一場登山事故中踝骨遭受粉碎性骨折的阿爾弗雷德·戈特勒(Alfred Gertler)的病例。在治療期間,他受到耐藥菌感染,當時人們認為唯一的方案只剩下截肢手術了。但在接受了10天的噬菌體治療後,他奇蹟般地徹底康復。

"這是一種功效強大的工具,"亨德里克森說。"我們對許多種類噬菌體的性質仍然一無所知。"

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