噬菌体如何改善微生物群?
噬菌体是我们探索肠道菌群的最新发现之一。消化道充满了数万亿的微生物，它们组成了一个通常被称为微生物组的自然生态系统。我们的身体每天都必须保持一定的前生和致病有机体的平衡。发现噬菌体作为粘膜的关键成分，在稳定细菌平衡方面起着关键作用(1)．
噬菌体也被称为“噬菌体”，是感染细菌并在细菌内复制的病毒。无论细菌和其他微生物居住在哪里，你都会发现噬菌体。噬菌体是地球上最丰富的生命形式之一。它们存在于水、土壤、人类、植物和动物体内和身上。据估计，现有的病毒粒子总数为1032个。
噬菌体和其他病毒一样，它们的遗传物质被包裹在一种叫做衣壳的蛋白质鞘中，在宿主细菌细胞外是代谢惰性的。它们是根据描述它们的某些特征命名的。例如，虹吸病毒科是一种噬菌体，它的头部和尾部都没有包膜，而肌病毒科的头部和尾部之间都没有包膜，颈部也没有包膜。在这些组中有数百个不同的子类型。
噬菌体的历史
许多传统报道说，河水有神奇的治愈传染病的能力。事实上，在自由流动的河水中发现了大量的噬菌体，大多数科学家都认为噬菌体数量对于健康的泉水和保持细菌数量的下降是极其重要的。
1896年，欧内斯特·汉伯里·汉金(Ernest Hanbury Hankin)在他的期刊中报告说，印度恒河和亚穆纳河中的某种化合物或有机体具有强大的抗菌作用，阻止了霍乱的传播(2)．他观察到无论什么东西都能通过陶瓷过滤器。
英国科学家弗雷德里克·特沃特在1915年发现了一种感染并杀死细菌的小药剂。他推测这可能是一种细菌病毒。他的工作因第一次世界大战的爆发而中断，但在1917年，法裔加拿大微生物学家Felix d 'Herelle发现了“一种隐形的痢疾杆菌拮抗微生物”。
D 'Herelle在发现时正在巴黎巴斯德研究所工作，他知道自己有了突破性的发现。他报告说:“在一瞬间，我明白了造成我的斑点的原因其实是一种看不见的东西微生物寄生在细菌上的病毒D 'Herelle将是第一个将这种病毒称为噬菌体的人，意思是“噬菌者”，因为噬菌体在希腊语中是“吃”的意思。
D 'Herelle将继续对噬菌体进行大量研究，并发展出噬菌体治疗的概念。这种病毒在东欧的法国地区蔓延，特别是在俄罗斯，它们作为抗生素的替代品已经使用了90多年。许多专家认为它们可能是我们对抗MRSA和其他耐药菌株的最强大武器(3.，4)．
噬菌体如何与细菌相互作用
噬菌体有一种特殊的结构，具有隧道尾，可以使它们与细菌目标的表面结合。世界上超过95%的噬菌体是尾病毒，这意味着它们通过尾巴将DNA注入细菌细胞。噬菌体生物的空心头部装有它们的DNA和RNA，噬菌体的目标是将这些注入细菌细胞并通过细菌细胞繁殖。
一旦它们牢牢地附着在尾巴上，病毒DNA就会被注入宿主细胞。根据噬菌体网站，一旦噬菌体附着自己
“然后，病毒DNA通过尾巴被注射到宿主细胞中，在那里，它指导后代噬菌体的产生，通常在半小时内超过100个。这些‘年轻’噬菌体从宿主细胞中破裂(杀死它)，并感染更多的细菌。”
噬菌体影响细菌的方式主要有两种。它们具有溶原活性和溶解活性。溶原活性通过给予细菌增强环境适应能力的遗传物质来增强细菌。与此同时，裂解活动通过使穿透宿主细胞的后代噬菌体压倒受感染的细菌来摧毁它。
噬菌体被认为是自我扩增和自我限制的。只要有易感菌存在，单剂量的噬菌体就会继续复制并保持高浓度的噬菌体颗粒。它们也是自我限制的，因为那些没有被使用的噬菌体很快就会被人体冲走免疫系统在没有宿主细菌细胞的情况下。
黏液在体内的作用
粘膜表面是进入人体的主要入口病原微生物。直到最近，大多数科学家都认为粘液只是一种物理屏障，有助于防止传染性生物的入侵。它还被认为在组织之间起润滑作用。然而，最新的研究表明，粘液似乎是噬菌体的主要家园。
研究发现，人类牙龈周围的唾液中，每一个细菌细胞含有5个噬菌体。在牙龈本身的粘膜表面，这个比例接近四十比一。
无论你在哪里发现细菌，噬菌体都会被发现，因为细菌依赖噬菌体生存。研究人员已经发现证据，噬菌体与宿主动物和人类合作，杀死不想要的细菌菌落，并控制体内友好微生物的组成(5)．
海珊瑚黏液和人体黏液
海珊瑚自然地产生和维持一层表面黏液，类似于黏液。研究人员注意到，这种黏液含有大量的噬菌体，它们保护珊瑚免受某些对珊瑚礁有危险的细菌种类的伤害。珊瑚黏液是一种益生菌防御系统，它鼓励有益的生物，防止寄生虫和传染性物种(6)．
假设人类和其他动物已经适应选择特定的噬菌体，使他们在对抗特定细菌时获得生存优势。已经证明，有时噬菌体将遗传物质插入友好的细菌而不杀死它。这被称为“预噬溶菌发生”，通过提高细菌的适应性和抵御其他种类噬菌体攻击的能力，为细菌提供了生存优势。
当身体不在下面时传染性的压力噬菌体优先利用溶原活性进行繁殖。这对宿主细菌没有威胁。在感染压力下，噬菌体倾向于溶解功能，在那里它们摧毁被感染的细菌。可见，原生菌与机体免疫系统之间的交流诱导噬菌体倾向于溶原或裂解活性。
粘膜智能:
杰里米·巴尔等研究人员将其描述为一种粘膜智能系统。我们的微生物细菌已经被观察到创造它们自己的武器，以噬菌体的形式来对抗可能消耗资源的机会性细菌。这是发生在我们体内的细菌战争的关键部分，对我们的整体健康起着巨大的作用。
患有肠易激症的人士(肠易激综合症)、克罗恩病和溃疡性结肠炎的肠道菌群严重紊乱，肠道粘膜内膜破裂(7)．这些迹象表明，它们没有得到基于粘膜的噬菌体提供的重要保护，这必须被认为是这些疾病的原因和进展的一个主要因素。
噬菌体治疗和抗生素
在20世纪20年代和30年代，噬菌体疗法在美国被用于治疗细菌感染。这是红军士兵常用的武器。在20世纪30年代，斯大林让他的医护人员使用噬菌体疗法来帮助他的军队抵御痢疾，并因其能够帮助生病和受伤的士兵迅速返回战场而被宣传。
20世纪40年代，礼来公司开始在美国将噬菌体疗法商业化。然而，当抗生素在20世纪50年代被生产出来时，它们被广泛地销售，并成为制药公司业务的基石。这终止了美国和欧洲大部分国家对噬菌体疗法的研究和开发。
苏联继续使用噬菌体疗法，并进行了许多成功的试验，但出版物主要是俄语或格鲁吉亚语，直到近年才在国际上获得。在过去的80年里所做的彻底的研究确实表明80-95%的成功率非常低副作用。
在俄罗斯和东欧国家，如德国和波兰，它已被成功地用于治疗白喉、破伤风、坏疽、猩红热、脑膜炎球菌、沙门氏菌和志贺氏菌。俄罗斯东部格鲁吉亚地区的医院在手术前向手术室喷洒噬菌体，以预防感染。人们知道它们会将噬菌体浸入空气和手术器械中。
噬菌体比抗生素有优势
噬菌体治疗对感染MRSA、葡萄球菌、链球菌、假单胞菌、沙门氏菌、皮肤(痤疮)和软组织、胃肠道、呼吸道和骨科感染的患者显示出极大的希望。我们的社会有抗生素耐药性的流行和抗生素过度使用的有害影响，这可能通过噬菌体疗法的进步而得到补救。8)．
噬菌体疗法比抗生素更深入，因为当噬菌体靶向的细菌种类足够多时，它能够自我扩增。在这方面，抗生素和益生菌比噬菌体更依赖于浓度。对于噬菌体来说，目标致病性物种越多，噬菌体就会瞄准更多的目标，复制和扩展。一旦致病物种数量减少，噬菌体就会自然减少并被清除出体外。
噬菌体疗法与抗生素相比具有明显的优势，因为使用含有大量不同类型噬菌体的“野生型”噬菌体的差异太大，以至于细菌无法形成耐药性。此外，噬菌体保持健康的菌群，并通过防止小肠细菌过度生长维持良好的微生物计数(SIBO)．
这些病毒根本不会影响或感染人体组织，一旦它们无法再找到宿主细菌细胞，它们很快就会被免疫系统中和，并/或通过肠道被清除出人体粪便。噬菌体能够抵御机会性致病生物而不产生任何不良反应，这使它们成为一种宝贵的促进健康的工具。
噬菌体的使用方式多种多样，包括系统、局部、静脉注射和口服。自1966年以来的研究显示，80-95%的成功率，副作用最小。它们似乎对大肠杆菌、不动杆菌、假单胞菌、金黄色葡萄球菌和MRSA葡萄球菌感染最有效。
噬菌体治疗研究的局限性
Weld和其他研究人员表示，直到最近，人们对噬菌体生物学知之甚少，因此使用错误的噬菌体和噬菌体浓度来治疗感染。这与许多研究中使用的噬菌体制剂质量低劣一起是一个限制因素。
目前的噬菌体治疗研究使用由多种噬菌体组成的“鸡尾酒”，这些噬菌体有能力针对许多不同的致病菌，包括那些具有突变或质粒保护它们免受其他噬菌体伤害的细菌。未来5-10年使用这些噬菌体鸡尾酒的研究很可能会彻底改变目前传染病的治疗方法和预防措施。
此外，噬菌体治疗似乎可以与自然结合抗菌以独特的协同方法对抗体内细菌的疗法(9，10)．
噬菌体疗法的障碍
噬菌体疗法的最大障碍是相对缺乏需要广泛使用的全面发表的研究。这主要是由于来自制药公司的投资回报率低。专利抗生素疗法是这些公司的巨大摇钱树，而噬菌体疗法预计不会带来同样的回报。
这些大型制药企业的经济后果决定了它们把时间和精力放在哪里。Globalyz生物技术公司是一家将噬菌体治疗商业化的国际公司。
噬菌体疗法的另一个主要障碍是公众对病毒的负面看法。需要一些教育来跨越人们所拥有的“心理障碍”，这样他们就不会担心使用这些活病毒作为健康工具。我们可以把噬菌体看作是益生菌的等价物，甚至可以把它们称为“proviriotics”。
我们最近开始销售一种特殊的抗微生物补充剂叫做假丝酵母战斗其中包括4个研究最充分的噬菌体(肌病毒科T4，肌病毒科LH01，肌病毒科LL12和siphovir科LL5)。它还包括一个强大的草药和益生菌的所有在一个抗微生物配方。
本文的来源包括:
1.Barr, j.j.， Auro, R.， Furlan, M.， Whiteson, K. L.， Erb, M. L.， Pogliano, J.，…Rohwer, F.(2013)。黏附在黏液上的噬菌体提供了一种非宿主衍生的免疫。美国国家科学院院刊，110(26), 10771 - 10776。PMID:23690590
2.阿贝登，s.t，托马斯-阿贝登，C，托马斯，A，和Mazure, H.(2011)。噬菌体史前史:汉金，1896，是否是噬菌体参考文献?噬菌体，1(3), 174 - 178。PMID:22164351
3.维特尔，t.m.，里特，K.和霍兹，h.p.(2014)。病毒与细菌——噬菌体治疗作为对抗耐多药病原体工具的新方法。抗菌化学疗法杂志，69(9), 2326 - 2336。PMID:24872344
4.林D. M.， Koskella, B.，林H. C.(2017)。噬菌体疗法:多药耐药时代抗生素的替代品。世界胃肠药理学与治疗杂志，8(3), 162年。PMID:28828194
5.巴尔，J. J.(2017)。噬菌体穿过人体。免疫学检查。PMID:28856733
6.shniti - orland, M.和Kushmaro, A.(2009)。珊瑚黏液相关细菌:可能的第一道防线。FEMS微生物生态学，67(3), 371 - 380。PMID:19161430
7.诺曼，J. M.，汉德利，S. A.，鲍德里奇，M. T.， Droit, L.，刘，C. Y.，凯勒，B. C.，…维珍，H. W.(2015)。炎症性肠病肠道病毒体的疾病特异性改变细胞，160(3), 447 - 460。PMID:25619688
8.耐多药(或抗微生物)病原体——新抗生素的替代品?瑞士医学杂志。2017;147:w14553。PMID:29185252
9.Oliveira A, Ribeiro HG, Silva AC，等。蜂蜜与噬菌体对大肠杆菌生物膜的协同抑菌作用。《微生物学报》2017;8:2407。PMID:29276503
10.皮姆灿T，库珀CJ, Eumkeb G，尼尔森AS。噬菌体和抗菌植物提取物组合的体外活性。莱特应用微生物。2017;PMID:29266343
