以毒攻毒的细菌“克星”：噬菌体

狒狒

如果要在地球生物中评选“最像外星球来的生物”，那噬菌体一定实至名归。规整优美的正二十面体几何外形，毫不累赘的精细结构，没有一丝冗余的实用功能，仿佛一切都是某种智慧生物刻意设计的结果。更让人“细思极恐”的是，噬菌体分布在地球各个角落，数量超过所有生物的总和。它默默地窥伺着这个世界，与各种细菌相爱相杀了亿万年，是一位擅长以毒攻毒的“外星战士”。

人类与噬菌体的邂逅

人类发现噬菌体的历史可以说由来已久，从邂逅到了解，经过了漫长的时光。1915年，伦敦布朗研究所所长弗德里克·特沃特在被意外污染的细菌培养皿上发现了细小的透明斑点。他注意到，即便将这些透明斑点过滤并稀释百万倍后，斑点依旧有显著的杀菌功能。可是由于“一战”的爆发，费德里克不得不中止了实验，人类与噬菌体擦肩而过。

无独有偶，就在同一年，正在研究志贺菌（当时该细菌正在军营中肆虐，引起了军人严重的痢疾）的法国巴斯德研究所的细菌学家费利克斯·德赫雷尔，也发现了培养皿中的透明斑点，他把这些斑点命名为“Plaques”，意为“噬斑”。随后，费利克斯将这些噬斑用于患者，患者竟然很快好转。费利克斯认为自己发现了一种能够感染和杀死细菌的新生物，便把它命名为“Bacteriophage”，意为“可以吞噬细菌的”。终于，在命运的相遇下，噬菌体正式登上了生命科学的舞台。

噬菌體是“神马”？

别看噬菌体可以打败细菌，但它本身也是一种病毒。大多数噬菌体的结构十分精简，由负责保护核酸的头部和用于吸附细菌表面的尾部组成。噬菌体的头部是一个正二十面体，外表由规律排列的蛋白亚单位——衣壳组成，核酸则包裹在内部，被紧紧地保护起来。当噬菌体的尾部吸附到细菌表面后，会先通过穿孔素在细胞壁上打出一个小孔，尾鞘收缩，露出尾轴，就如同注射器一样把DNA注射进细菌细胞。

一旦噬菌体DNA整合进了细菌基因组后，细菌的自身活动便戛然而止，自身的酶和DNA也停止合成，噬菌体便接手并控制了整个细菌的代谢系统。噬菌体利用细菌本身的酶、细胞器和其他一切可以利用的材料，大量合成自己的DNA和各种蛋白质外壳零件；当耗尽细菌的资源后，就用这些新的噬菌体颗粒，通过裂解酶溶解细胞壁，将无数的子代噬菌体释放到环境中，再去侵染邻近的细菌。

战斗力超强的“噬菌战士”

噬菌体的发现为遗传学和分子生物学的发展提供了一个完美的模式生物，并在各项研究中大放异彩。1952年，Hershey和Chase利用噬菌体证明了只有DNA是在亲代和子代之间具有连续性的物质，为最终确立DNA是主要的遗传物质奠定了基础。1978年，Wener Arber 也因为研究γ噬菌体的限制与修饰现象的本质而获得了诺贝尔奖。而苏联及东欧诸国科学家则致力于用各种噬菌作为抗感染药物挽救人们的生命。

或许你会问，既然噬菌体有如此显著的杀菌功效，为何我们身边却没有噬菌体的相关药品？这是因为“大杀器”——抗生素来了。抗生素杀菌极其广泛，往往一种抗生素就可以杀灭环境中种类繁多的细菌。而噬菌体的裂解谱太窄，往往只能侵染单一种类细菌中的一小个亚种。而噬菌体本身又是大蛋白颗粒，有一定的抗原特性，如果贸然用于体内，可能会引起人体自身的排异反应。在裂解细菌时也会把一些内毒素释放到体内，引起诸多并发症，自然而然就被抗生素取代了。

噬菌体虽然在医学上被打入了冷宫，但是身为“超级战士”，它用自己的战斗力表明了“不，我还想再活几集”的愿望。特别是近几年，“超级细菌”时常登上各类新闻的头条，由于长期浸淫周旋于各种抗生素，超级细菌几乎对任何抗生素免疫，患者一旦感染，就处于无药可医的境地。这时候噬菌体治疗又迎来了机遇，成为对抗超级细菌的秘密武器，专治各种不服。

另辟蹊径的噬菌体

虽然拼不过抗生素，但噬菌体还是在其他方面将自己的优势发挥了出来。在一些复杂菌环境下，比如肠道，就有很多与人共生的有益菌，它们分泌维生素，促进肠道蠕动，抑制有害菌生长。在以往的治疗中，这些有益菌往往会被抗生素全部杀灭，久而久之，就容易使肠道发生菌群异常，有损人体健康。但噬菌体却可以高效地杀灭某一种细菌，并对其他有益菌秋毫无犯。

由于细菌分布广泛，每个感染者的情况又不尽相同，目前格鲁吉亚的Eliava噬菌体研究中心已经开创了针对细菌感染的私人定制个性化诊疗。如果遇上了抗生素搞不定的问题，患者可以把感染样品寄去，研究人员就会为患者筛选特定的噬菌体。上到严重烧烫伤，下到恶性“香港脚”，只要是细菌感染引起的，都去找找噬菌体，找到了就把噬菌体寄给患者进行治疗。当然，千万别忘了付尾款。

而随着食品安全越来越受到重视，肉蛋奶制品抗生素的检出量规定也日趋严格。在肉蛋奶制品的运输过程中，细菌污染也很严重。煮熟还好，但是欧美人士喜欢吃三到七分熟，于是国外就专门开发了沙门杆菌的噬菌体，在牛肉运输过程中喷洒，毫无毒副作用。而国内也有针对奶牛乳房炎的金黄色葡萄球菌噬菌体，对虾早期死亡综合征的副溶血弧菌噬菌体也已经投入市场。

虽然噬菌体战士并不完美，我们对它的了解也还不够深刻。但是在它的基因里，流淌着几亿年与细菌战斗的记忆，这是一笔无价的财富。我们可以利用噬菌体进行无尽的学习，探寻生命的奥秘；也可以与噬菌体并肩作战，一起应对各类细菌的攻击。