生命探秘：讓病毒對付細菌

在生態系統中，各種生物都可以建立起一系列吃與被吃的關係。那麼，每天忙著分解其他生物，處在生物鏈最底層的細菌，有沒有什麼生物是以它們為食的呢？

可怕的遭遇

2012年，76歲的老人阿里·霍達德羅斯遭受了他人生中最大的不幸。這一年，他做了個主動脈弓置換手術，由於主動脈弓在胸腔的位置，這個手術需要先在胸骨正中切口，然後縫合，就是在這一過程中，由於消毒不到位，意外發生了：一種銅綠假單胞菌混進了胸骨。

銅綠假單胞菌是醫院內的常見病原菌，這是一種能產生藍綠色綠膿素的細菌，感染傷口時產生綠色膿液。為了殺死病菌，剛開始，霍達德羅斯必須吞下大量的抗生素，但由於銅綠假單胞菌能分泌出一種黏性的生物膜，這種生物膜猶如一個金鐘罩一樣起著保護作用，使得銅綠假單胞菌對大部分抗生素有耐藥性，這一努力宣告失敗。隨後，為了更精確殺死病菌，醫生直接將塑料管插入他的肩膀，將抗生素輸入他的血液，但依舊沒有什麼效果。

由於好氧的特性，銅綠假單胞菌一步步侵蝕著霍達德羅斯的胸部，在他的胸部試圖挖出一個「通道」。三年後，因為病危，霍達德羅斯被轉到美國康涅狄格州最大的醫院耶魯紐黑文醫院，這時，他的胸部已經有了一個橡皮擦大小的洞。這個洞不斷滲出黃褐色的膿液，膿液里還有明亮的血液條紋。霍達德羅斯隨時都可能因為細菌侵入血液，觸發膿毒性休克。

由於抗生素失效，醫生已經沒法用藥物消滅這種細菌，為了徹底消除病菌，醫生只能切除感染的組織，清洗心腔，並再次進行一次主動脈弓移植手術。對於一個老人來說，這個手術本身就危險重重，而且由於他的胸部內已經形成了一個鞘細菌（許多細菌共處在一個共同的鞘內，呈絲狀排列），手術需要切穿這個鞘細菌，然而當這麼多細菌被「釋放」出來時，可能觸發全身的細菌大爆發。

由於手術太冒險，沒有醫院願意為這個老人安排手術。痛苦、無助和絕望縈繞著這個老人和他的家人，他虛弱地躺在床上，家人每天要用紙巾擦掉大量胸口流淌出的膿液。

吃細菌的噬菌體

藥物已經無效，手術也沒法做，老人會就這樣痛苦地死去嗎？

一個名為陳的美國耶魯大學的微生物學家想出了一個方法：以毒攻毒，用一種實驗病毒對付這個細菌。

這個病毒就是噬菌體。噬菌體是病毒的一種，跟別的病毒一樣，噬菌體只是一團由蛋白質外殼包裹的遺傳物質，它的特別之處就是可以吞噬細菌。

大部分噬菌體長有「尾巴」，用來將遺傳物質注入宿主體內。一旦噬菌體的基因組進入細菌的細胞質後，會在細菌內形成一個噬菌體複製機，最終，噬菌體大爆發，釋放數百個噬菌體，只留下一個細菌的屍體。一些噬菌體還會採取更安靜的暗殺方式，將其遺傳密碼植入細菌的DNA中，以便每次細菌再生時，噬菌體也被複制。

不過，噬菌體能治病，還得感謝它的另一個特點——專一性。通常，一種噬菌體只針對一種細菌，或者只針對單一種類的幾種菌株。比如T2噬菌體就專吃大腸桿菌。

這一點就區別於抗生素。抗生素像一個不挑食的「美食家」，能「吃掉」它們遇到的任何細菌，包括維持我們健康的有益菌群。噬菌體則是只吃特定細菌，患者體內的其他微生物不會受到影響。

尋找噬菌體

然而，什麼噬菌體專「吃」銅綠假單胞菌呢？陳採集了霍達德羅斯的膿液，並將膿液樣品放在肉湯和瓊脂的混合物中培養。銅綠假單胞菌在培養皿中快速增長，聞起來還有一種葡萄的香甜味。隨後，陳開始了艱難的噬菌體搜索歷程。

這是一個大海撈針的過程，噬菌體大約有1032種，如果噬菌體是一粒沙子的大小，你可以用噬菌體填充1000個地球。而更麻煩的是，噬菌體還小於100納米，所以，陳尋找的噬菌體可以存在於任何被假單胞菌污染的人體、醫院或自然界中。

陳花費了很長一段時間，花了很大精力從湖泊、水道、糞便、堆肥和土壤中，收集了幾十份細菌和噬菌體的樣品。然後，將幾個銅綠假單胞菌與每個樣品混合。由於細菌被噬菌體裂解後會形成一塊一塊被稱為噬菌斑的空斑。通過觀察噬菌斑，陳最終找到了銅綠假單胞菌的噬菌體。這個噬菌體來自康涅狄格的一個池塘，當它遇上銅綠假單胞菌後，比最強的抗生素還厲害，能突破銅綠假單胞菌的保護性生物膜，進入細菌體內並大量複製，將細菌分解而死。

然而，找到了能蠶食銅綠假單胞菌的噬菌體，並不意味著大功告成。銅綠假單胞菌會迅速進化，進化出對噬菌體的抗性。這就是為什麼用噬菌體治療時，會用到噬菌體雞尾酒，以確保如果細菌進化出抵抗某個噬菌體的能力，其他噬菌體仍將有效。

為了測試這種可能性，陳讓銅綠假單胞菌在噬菌體存在的情況下進化。正如預期的那樣，一個晚上後，細菌已有免疫能力。

細菌現在抵抗住了噬菌體，這次試驗失敗了嗎？並不盡然，噬菌體是通過細菌的受體進入細菌內部的，為了阻止噬菌體進入，細菌直接丟掉了受體，但失去受體後，細菌將變得非常脆弱，因為它也失去了清除出抗生素的能力。在這個時候，陳放入了頭孢他啶，這是一種強大的抗生素，先前對銅綠假單胞菌無效，現在，細菌沒有受體的保護，抗生素可以很輕易地穿透細菌的細胞壁，毒死細菌。第二天早上,銅綠假單胞菌死亡。

幾個月後，耶魯紐黑文醫院放射科醫生將噬菌體和抗生素的鹽水混合物直接倒進了霍達德羅斯的胸腔，一天後，霍達德羅斯出院。6個月後，霍達德羅斯的胸部完全康復，胸口的洞也完全癒合。3年來，霍達德羅斯已停止服用抗生素，胸口不再感染。

雖然噬菌體在治療方面取得了良好的效果，然而，這種療法依然面臨著許多阻礙。比如，由於抗生素對於各種細菌都有效，醫生可以根據病人的大致病情，就能很容易地決定使用哪種抗生素，但噬菌體治療需要醫生精確地確定病人感染的是哪種細菌。噬菌體的劑量也很難把握，因噬菌體不是無生命的化合物，它們進入人體會大量繁殖，那麼，該給病人注射多大劑量的噬菌體呢？即使在實驗室里，可以確定噬菌體的注射劑量，但在複雜的人體內，可不一定管用。

更重要的是，由於針對特定細菌的噬菌體很難找到，成功率也不能100%保證，很難使噬菌體的投資者得到很高的回報，所以，一些醫藥公司並不熱衷對噬菌體的研究。不過，不管怎麼說，至少科學家們已經找到了可能抵抗超級細菌的「自然療法」。

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