科學(xué)家揭秘腸道“暗物質(zhì)”_世界聚焦

如果細(xì)菌有天敵，那就是噬菌體。

(資料圖片僅供參考)

噬菌體英文名字的詞綴，來源于希臘語的“吃”，顧名思義，這種古老的病毒，正是以“捕獵”細(xì)菌為食的。打從100多年前，噬菌體頭一次被發(fā)現(xiàn)以來，科學(xué)家對這個小東西的研究，就始終在斷斷續(xù)續(xù)地進(jìn)行著。

最新的消息是，研究者利用噬菌體培養(yǎng)物，解析了腸道細(xì)菌和噬菌體長期共存的可能機(jī)制，并展示了這些噬菌體在腸道菌群調(diào)控中的應(yīng)用潛力。

4月12日，這項關(guān)于腸道噬菌體培養(yǎng)組技術(shù)的最新研究成果，在線發(fā)布于國際期刊CellHost&Microbe上。中國科學(xué)院深圳先進(jìn)院合成生物學(xué)研究所馬迎飛研究員和戴磊研究員為該論文的共同通訊作者，助理研究員沈俊濤為該論文的第一作者。

這項研究，是大規(guī)模腸道主要細(xì)菌噬菌體培養(yǎng)組技術(shù)的首次建立。用期刊審稿人的話說，是“非常及時且重要的”。在過去的研究中，科學(xué)家們收集了大量關(guān)于人類腸道噬菌體宏基因組學(xué)的數(shù)據(jù)，但是很少有感染主要腸道細(xì)菌的噬菌體被分離出來，并可用于體外和體內(nèi)實驗。

人體腸道中生活著數(shù)萬億的微生物，其中絕大部分是細(xì)菌。成年人腸道中，細(xì)菌的數(shù)量和人體細(xì)胞數(shù)量相當(dāng)，甚至更多。當(dāng)人們在網(wǎng)上爭論購買益生菌產(chǎn)品到底是不是在交智商稅的時候，科學(xué)家拿出了更靠譜的選擇。

據(jù)研究者介紹，人體腸道里除了細(xì)菌，也有著專門“感染”并殺死細(xì)菌的噬菌體。噬菌體是人體微生態(tài)系統(tǒng)中最多樣化卻仍未被準(zhǔn)確識別的成分，它們和其宿主細(xì)菌之間的相互作用影響著人體健康。利用噬菌體療法精準(zhǔn)靶向調(diào)節(jié)腸道菌群，是當(dāng)前腸道微生物研究的前沿領(lǐng)域。

我國第一例噬菌體用于治療的案例發(fā)生在1958年，一位被鋼水燙傷的工人因銅綠中的綠膿桿菌而感染，最終引發(fā)了敗血癥?；颊唧w內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生了耐藥性，如果沒有噬菌體，他或許會失去自己的腿乃至生命。

顯然，噬菌體在治療臨床超級耐藥菌的感染方面具有極大的應(yīng)用價值。此前，馬迎飛團(tuán)隊實現(xiàn)了深圳市首例應(yīng)用噬菌體治療鮑曼不動桿菌肺部感染的臨床試驗。目前世界上有六大超級細(xì)菌，鮑曼不動桿菌正是其中之一。

對于噬菌體的研究，最大的難點其實是它的“挑食”?；蛟S超出很多人意料，這種吃細(xì)菌的老病毒，竟然是目前世界上數(shù)量最龐大的生命體，甚至是作為食物的細(xì)菌總量的10倍還多。然而，每一種噬菌體，都只吃一種或幾種特定的細(xì)菌菌株。

“我們通過測試源自健康人的411株腸道共生細(xì)菌，成功獲得了可以分別侵染其中42種細(xì)菌的209株非冗余噬菌體，以人體腸道主要共生細(xì)菌擬桿菌和副擬桿菌為例，對噬菌體與細(xì)菌的復(fù)雜互作關(guān)系進(jìn)行了探究，并展示了這些噬菌體培養(yǎng)物在腸道菌群調(diào)控中的價值?！瘪R迎飛說。

這209株噬菌體組成了人體腸道噬菌體資源庫，而那42種人腸道主要細(xì)菌，包括15種擬桿菌、19種厚壁菌、4種放線菌和4種變形菌。

“簡單來說，團(tuán)隊建立了一個人體腸道主要共生細(xì)菌的噬菌體培養(yǎng)組資源庫，拓展人們對于腸道微生物的認(rèn)識。”戴磊說。

在相關(guān)領(lǐng)域的評價中，這個資源庫，將成為噬菌體科學(xué)家和微生物組科學(xué)家“非常寶貴的資源”。

科研團(tuán)隊在前期人體腸道細(xì)菌培養(yǎng)組工作的基礎(chǔ)之上，歷時4年，依托深圳合成生物研究重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，又開發(fā)了一系列針對腸道主要共生細(xì)菌的噬菌體分離培養(yǎng)技術(shù)。

他們從這些噬菌體中，選擇了8種專門針對脆弱擬桿菌的噬菌體，混合到一起，加入糞便樣本的腸道菌群體外培養(yǎng)物中。

混合噬菌體添加24小時后，脆弱擬桿菌的豐度均顯著降低，同時菌群組成也發(fā)生了劇烈變化。體外實驗的成功說明，科學(xué)家對“精準(zhǔn)狙殺腸道中某一種細(xì)菌”這一工作，邁出了可行的第一步。

研究團(tuán)隊還想，可以在這條路上走得更遠(yuǎn)，繼續(xù)研究腸道噬菌體和細(xì)菌的相互作用。如果人體是一個微型的宇宙，那么，噬菌體就像隱藏于其中的“暗物質(zhì)”。神秘面紗已經(jīng)揭開一角，還有更多的未知，等待著人類的探索。

除了治病，噬菌體或許還可以用來減肥？或許，可以放下您手里的益生菌補(bǔ)充劑了。

標(biāo)簽：