科学家揭秘肠道“暗物质”

时间：2023-04-21 19:01:51 来源: 中国青年报

中青报·中青网记者张渺

(资料图片仅供参考)

如果细菌有天敌，那就是噬菌体。

噬菌体英文名字的词缀，来源于希腊语的“吃”，顾名思义，这种古老的病毒，正是以“捕猎”细菌为食的。打从100多年前，噬菌体头一次被发现以来，科学家对这个小东西的研究，就始终在断断续续地进行着。

最新的消息是，研究者利用噬菌体培养物，解析了肠道细菌和噬菌体长期共存的可能机制，并展示了这些噬菌体在肠道菌群调控中的应用潜力。

4月12日，这项关于肠道噬菌体培养组技术的最新研究成果，在线发布于国际期刊Cell Host&Microbe上。中国科学院深圳先进院合成生物学研究所马迎飞研究员和戴磊研究员为该论文的共同通讯作者，助理研究员沈俊涛为该论文的第一作者。

这项研究，是大规模肠道主要细菌噬菌体培养组技术的首次建立。用期刊审稿人的话说，是“非常及时且重要的”。在过去的研究中，科学家们收集了大量关于人类肠道噬菌体宏基因组学的数据，但是很少有感染主要肠道细菌的噬菌体被分离出来，并可用于体外和体内实验。

开发噬菌体培养组技术有效调节肠道菌群。马迎飞团队供图

人体肠道中生活着数万亿的微生物，其中绝大部分是细菌。成年人肠道中，细菌的数量和人体细胞数量相当，甚至更多。当人们在网上争论购买益生菌产品到底是不是在交智商税的时候，科学家拿出了更靠谱的选择。

据研究者介绍，人体肠道里除了细菌，也有着专门“感染”并杀死细菌的噬菌体。噬菌体是人体微生态系统中最多样化却仍未被准确识别的成分，它们和其宿主细菌之间的相互作用影响着人体健康。利用噬菌体疗法精准靶向调节肠道菌群，是当前肠道微生物研究的前沿领域。

我国第一例噬菌体用于治疗的案例发生在1958年，一位被钢水烫伤的工人因铜绿中的绿脓杆菌而感染，最终引发了败血症。患者体内的细菌产生了耐药性，如果没有噬菌体，他或许会失去自己的腿乃至生命。

显然，噬菌体在治疗临床超级耐药菌的感染方面具有极大的应用价值。此前，马迎飞团队实现了深圳市首例应用噬菌体治疗鲍曼不动杆菌肺部感染的临床试验。目前世界上有六大超级细菌，鲍曼不动杆菌正是其中之一。

对于噬菌体的研究，最大的难点其实是它的“挑食”。或许超出很多人意料，这种吃细菌的老病毒，竟然是目前世界上数量最庞大的生命体，甚至是作为食物的细菌总量的10倍还多。然而，每一种噬菌体，都只吃一种或几种特定的细菌菌株。

“我们通过测试源自健康人的411株肠道共生细菌，成功获得了可以分别侵染其中42个种细菌的209株非冗余噬菌体，以人体肠道主要共生细菌拟杆菌和副拟杆菌为例，对噬菌体与细菌的复杂互作关系进行了探究，并展示了这些噬菌体培养物在肠道菌群调控中的价值。”马迎飞说。

这209株噬菌体组成了人体肠道噬菌体资源库，而那42种人肠道主要细菌，包括15种拟杆菌、19种厚壁菌、4种放线菌和4种变形菌。

“简单来说，团队建立了一个人体肠道主要共生细菌的噬菌体培养组资源库，拓展人们对于肠道微生物的认识。”戴磊说。

在相关领域的评价中，这个资源库，将成为噬菌体科学家和微生物组科学家“非常宝贵的资源”。

科研团队在前期人体肠道细菌培养组工作的基础之上，历时4年，依托深圳合成生物研究重大科技基础设施，又开发了一系列针对肠道主要共生细菌的噬菌体分离培养技术。

他们从这些噬菌体中，选择了8种专门针对脆弱拟杆菌的噬菌体，混合到一起，加入粪便样本的肠道菌群体外培养物中。

混合噬菌体添加24小时后，脆弱拟杆菌的丰度均显著降低，同时菌群组成也发生了剧烈变化。体外实验的成功说明，科学家对“精准狙杀肠道中某一种细菌”这一工作，迈出了可行的第一步。

研究团队还想，可以在这条路上走得更远，继续研究肠道噬菌体和细菌的相互作用。如果人体是一个微型的宇宙，那么，噬菌体就像隐藏于其中的“暗物质”。神秘面纱已经揭开一角，还有更多的未知，等待着人类的探索。

除了治病，噬菌体或许还可以用来减肥？或许，可以放下您手里的益生菌补充剂了。

来源：中国青年报客户端

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