Science：病毒作誘餌，幫助細菌逃避免疫系統

銅綠假單胞菌可導致褥瘡等傷口的持續感染。圖片來源：James Cavallini/Science Photo Library

這些病毒本不應該影響人類，它們被認為是在細菌內部行駛，只是利用另一種微生物的不引人注目的「搭便車者」。

然而， 斯坦福大學的免疫學家和傳染病專家Paul Bollyky博士和他的同事們三四年前在實驗室看到的不是這樣。這些病毒似乎正在改變人類免疫細胞的行為——白細胞沒有像往常那樣吞噬細菌，而是呆在那裡。

「白細胞基本上什麼都不吃，也不經常走動，」 Bollyky說，「它們只會忽略周圍的細菌。」

DOI: 10.1126/science.aat9691

現在，隨著近日《Science》雜誌上一篇論文的發表，這一始於偶然觀察的發現開啟了一扇通往感染內部情況的大門。在感染內部中，病毒與細菌聯手，通過提供誘餌來欺騙免疫系統。Bollyky將其描述為有人觸發了虛假火警，這樣團隊的其他成員就可以在隨後的混亂中成功實施搶劫。

這種被稱為噬菌體的病毒會感染銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa），而銅綠假單胞菌常常會對抗生素治療產生抗藥性。

噬菌體促使免疫系統去攻擊它自己，而不是它的微生物宿主。這種細菌和噬菌體稱為Pf，它們以一種共生關係存在，科學家們懷疑這種共生關係在微生物界的分布比之前認為的更為普遍。這一發現可能有助於解釋為什麼免疫系統能容忍有益的細菌，比如腸道內的細菌，並可能帶來更好的感染治療。

儘管一些噬菌體會殺死它們的細菌宿主，但有另一些噬菌體在微生物體內快樂地生活，並沒有殺死宿主。長期以來，研究人員一直懷疑這種共存意味著病毒在某種程度上對細菌有利。

為了研究噬菌體是否會影響細菌與宿主的相互作用，Paul Bollyky收集了111人的慢性傷口（如受感染的燒傷）拭子。其中37處傷口感染了銅綠假單胞菌。

研究人員發現，68%的銅綠假單胞菌感染含有Pf病毒。當Bollyky和他的同事們將這些噬菌體感染的細菌轉移到小鼠的開放性傷口時， 他們發現攜帶噬菌體的微生物和不攜帶噬菌體的微生物之間存在很大的差異：當它們體內含有病毒時，引起感染的細菌明顯減少。換句話說，假單胞菌需要噬菌體的幫助才能有效感染。

這種細菌吸引了一種叫做吞噬細胞的免疫細胞，吞噬細胞以細菌為食，但會避開病毒。當吞噬細胞攻擊感染了銅綠假單胞菌和Pf的傷口時，它們只吃了一些細菌，很快就離開了。吞噬細胞吞噬受感染的細菌，然後發出信號，吸引只攻擊病毒的免疫細胞進入該區域。

研究小組在用細菌病毒組合感染小鼠之前，先給小鼠注射Pf疫苗，從而減少銅綠假單胞菌感染。

研究人員認為，噬菌體通過製造雙鏈RNA來模擬人類病毒，從而引發免疫系統的攻擊。Bollyky認為，類似的機制可以部分解釋為什麼免疫系統能容忍生活在我們體內的正常有益細菌。

弗羅茨瓦夫波蘭科學院的細菌學家Andrzej Górski表示，「這是一個突破性的論文。」其他研究表明噬菌體影響炎症，可能在預防過敏方面發揮作用，但Górski說，最新的論文首次展示了噬菌體如何危害人類健康。這些病毒不僅以細菌為食，它們還能影響一個人的免疫系統，無論是好是壞。

目前，Bollyky和他的團隊正在研究這項成果更直接、更臨床的應用。他們已經為Pf疫苗申請了專利，並正在對燒傷或皮膚受傷的豬進行測試。Bollyky說，研究人員正在研究Pf，就像研究流感或肝炎等人類病毒一樣。他們想要破譯Pf如何與身體相互作用，以及靶向它是否有助於治療感染。

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參考資料：

1）Virus tricks the immune system into ignoring bacterial infections

2）Viruses act as decoys, study finds, helping bacteria evade the immune system

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