科學家已經找到如何讓病毒對抗超級細菌
噬菌體感染細菌。圖片來源:Andrea Danti/Shutterstock.com
隨著傳染性細菌對抗生素的抵抗力越來越強,研究人員正在尋找新的方法來對抗所謂的“超級細菌”預計將導致 3 億人死亡到 2050 年,如果我們找不到解決方案。
現在,以色列特拉維夫大學的微生物學家團隊發明了一種殺菌方法- 稱為噬菌體 - 使超級細菌再次對我們的抗生素敏感。
研究人員描述了他們的概念驗證美國國家科學院院刊上個星期。它涉及開發兩種針對常見腸道細菌的噬菌體,大腸桿菌。
其中一種是殺死細菌的「裂解」噬菌體。但研究人員也使用了基因編輯方法稱為 CRISPR-Cas在「溫和」噬菌體中,然後可以注射大腸桿菌與專門準備的DNA。這次劫持既摧毀了大腸桿菌的抗生素抗藥性,並保護它們免受致命的裂解噬菌體的侵害。
一方面受到致命噬菌體的攻擊,另一方面受到 DNA 劫持噬菌體的攻擊,該實驗中的細菌被迫改變其進化路徑。不能被裂解噬菌體殺死的細菌比可以被裂解噬菌體殺死的細菌具有優勢。結果,被劫持的大腸桿菌,儘管它們對抗生素敏感,但在噬菌體攻擊中倖存下來並佔領了種群。
正如該團隊在論文中指出的那樣”,“通過 CRISPR-Cas 系統可以輕鬆地使細菌對各種抗生素抗性基因敏感,因為它可以通過編程來消除任何感興趣的基因。
該方法「證明,在提供合理設計的 CRISPR-Cas 系統後,細菌可以對已批准的有用抗生素敏感」。研究人員報告,並補充說,“它的目的不是直接殺死經過處理的細菌,而是使它們對抗生素敏感並殺死不敏感的細菌。”
大多數噬菌體只會攻擊一種細菌,這意味著可以使用這種方法只針對一種細菌群體,而不會破壞其他細菌群體。然而,研究人員表示,大多數病原體確實有相應的某個地方很樂意攻擊它。因此,有可能設計出一整支噬菌體,每種噬菌體都可以攻擊更廣泛的細菌種類。這將是一場令人印象深刻、雖然看不見的戰爭戰役。
與小分子抗生素不同,噬菌體很難插入活體組織。但透過這種方法,我們可以治療體外的細菌群。作者表示,這些設計的噬菌體可以添加到醫院的洗手液和表面清潔噴霧中,在那裡他們將繼續向超級細菌發動戰爭。在噬菌體攻擊之後,族群中越來越多的細菌仍然對抗生素敏感,甚至可能阻止新的抗藥性細菌的出現。
正如該團隊在論文中所得出的結論:如果他們的策略得到廣泛應用,“通過使細菌對抗生素更敏感而不是更抗藥性”,可能會改變醫院獲得性感染的性質。
有關 CRISPR-Cas 工作原理的更多詳細信息,請參閱下文: