開發噬菌體培養組技術有效調節腸道菌群。馬迎飛團隊供圖

如果細菌有天敵，那就是噬菌體。

噬菌體英文名字的詞綴，來源於希臘語的“吃”，顧名思義，這種古老的病毒，正是以“捕獵”細菌為食的。打從100多年前，噬菌體頭一次被發現以來，科學家對這個小東西的研究，就始終在斷斷續續地進行著。

最新的消息是，研究者利用噬菌體培養物，解析了腸道細菌和噬菌體長期共存的可能機制，並展示了這些噬菌體在腸道菌群調控中的應用潛力。

4月12日，這項關於腸道噬菌體培養組技術的最新研究成果，在線發布於國際期刊Cell Host&Microbe上。中國科學院深圳先進院合成生物學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，是大規模腸道主要細菌噬菌體培養組技術的首次建立。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，科學家們收集了大量關於人類腸道噬菌體宏基因組學的數據，但是很少有感染主要腸道細菌的噬菌體被分離出來，並可用於體外和體內實驗。

人體腸道中生活著數萬億的微生物，其中絕大部分是細菌。成年人腸道中，細菌的數量和人體細胞數量相當，甚至更多。當人們在網上爭論購買益生菌產品到底是不是在交智商稅的時候，科學家拿出了更靠譜的選擇。

據研究者介紹，人體腸道裡除了細菌，也有著專門“感染”並殺死細菌的噬菌體。噬菌體是人體微生態系統中最多樣化卻仍未被准確識別的成分，它們和其宿主細菌之間的相互作用影響著人體健康。利用噬菌體療法精准靶向調節腸道菌群，是當前腸道微生物研究的前沿領域。

我國第一例噬菌體用於治療的案例發生在1958年，一位被鋼水燙傷的工人因銅綠中的綠膿杆菌而感染，最終引發了敗血症。患者體內的細菌產生了耐藥性，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用價值。此前，馬迎飛團隊實現了深圳市首例應用噬菌體治療鮑曼不動杆菌肺部感染的臨床試驗。目前世界上有六大超級細菌，鮑曼不動杆菌正是其中之一。

對於噬菌體的研究，最大的難點其實是它的“挑食”。或許超出很多人意料，這種吃細菌的老病毒，竟然是目前世界上數量最龐大的生命體，甚至是作為食物的細菌總量的10倍還多。然而，每一種噬菌體，都隻吃一種或幾種特定的細菌菌株。

“我們通過測試源自健康人的411株腸道共生細菌，成功獲得了可以分別侵染其中42種細菌的209株非冗余噬菌體，以人體腸道主要共生細菌擬杆菌和副擬杆菌為例，對噬菌體與細菌的復雜互作關系進行了探究，並展示了這些噬菌體培養物在腸道菌群調控中的價值。”馬迎飛說。

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

“簡單來說，團隊建立了一個人體腸道主要共生細菌的噬菌體培養組資源庫，拓展人們對於腸道微生物的認識。”戴磊說。

在相關領域的評價中，這個資源庫，將成為噬菌體科學家和微生物組科學家“非常寶貴的資源”。

科研團隊在前期人體腸道細菌培養組工作的基礎之上，歷時4年，依托深圳合成生物研究重大科技基礎設施，又開發了一系列針對腸道主要共生細菌的噬菌體分離培養技術。

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

混合噬菌體添加24小時后，脆弱擬杆菌的豐度均顯著降低，同時菌群組成也發生了劇烈變化。體外實驗的成功說明，科學家對“精准狙殺腸道中某一種細菌”這一工作，邁出了可行的第一步。

研究團隊還想，可以在這條路上走得更遠，繼續研究腸道噬菌體和細菌的相互作用。如果人體是一個微型的宇宙，那麼，噬菌體就像隱藏於其中的“暗物質”。神秘面紗已經揭開一角，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，可以放下您手裡的益生菌補充劑了。(記者 張渺)

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