可控噬菌体疗法可以靶向耐药细菌 同时避免潜在的意外后果

对抗抗药性病原体的斗争依然激烈。尽管美国疾病控制中心(CDC)2019年发布的“顶级威胁”报告显示，与上一份报告(2013年)相比，与耐药微生物相关的死亡病例普遍减少，但该机构也警告称，新的耐药病原体仍在出现。

与此同时，治疗由这些细菌引起的感染的选择正在减少，这证实了医生和科学家对抗生素时代结束的担忧。

加州大学圣巴巴拉分校的化学和生物化学教授陈依龄说：“我们知道这将是一个长期的问题。”“基本上，一旦发现青霉素，几年后，就有报道说有一种耐药菌。”由于水平基因转移和快速繁殖等因素，革兰氏阴性菌等生物的进化速度比我们生产抗生素控制它们的速度要快。

因此，陈和她的研究团队正在寻找抗生素的替代品，以加大努力防止无法治愈的细菌感染趋势。在他们的工作中，研究小组转向噬菌体，这是一种定居在细菌上的天然病毒。

发表于《美国国家科学院院刊》的论文的作者陈说：“这实际上是它们生长和杀死细菌的自然功能。通过利用噬菌体驻留在特定细菌中而不破坏其他微生物群的能力，研究人员可以使用金纳米棒和近红外光的组合来破坏多药耐药细菌，即使没有抗生素。

陈说，噬菌体疗法并不新鲜。事实上，虽然它们在很大程度上被认为是抗生素的最后替代品，但它们在和欧洲已经使用了大约一个世纪。噬菌体治疗尚未解决的问题之一是噬菌体生物学特性的不完全表征。由于噬菌体本身的快速进化和繁殖以及病毒可能携带的潜在毒素，这种生物学可能会导致意想不到的后果。她补充道，另一个问题是噬菌体疗法是否可用。

她说：“很难分析噬菌体疗法的效果。”“你可能会看到它完全起作用，也可能会看到它完全失效，但你没有达到预期的剂量反应。”

为了克服这些挑战，陈实验室开发了一种控制噬菌体治疗的方法。

她解释说：“我们所做的是将噬菌体与金纳米棒结合起来。”这些“显影液”应用于哺乳动物细胞体外培养的细菌，然后暴露于近红外光。

陈说：“当这些纳米棒被光激发时，它们将光能转化为热能，这将产生高的局部温度。”

热量足以杀死细菌和噬菌体，从而防止任何有害的进一步进化。因此，它是一种靶向噬菌体治疗的导弹，剂量也可以控制。实验室成功消灭了大肠杆菌、铜绿假单胞菌和霍乱弧菌——如果不加以控制，这些人类病原体会引起急性症状。他们还能成功地消灭导致植物腐烂的细菌油菜。

在加州大学圣巴巴拉分校机械工程师贝丝普鲁特的合作下，实验室确定，尽管细菌和噬菌体被热成功破坏，但细菌生物膜下的哺乳动物细胞培养物仍有80%以上能够存活。

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