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隨著多重耐藥菌的出現(xiàn)，曾經(jīng)被擱置的噬菌體療法又重新出現(xiàn)在大眾的視野。說起噬菌體療法，大家的第一反應(yīng)是不是利用噬菌體的殺菌特性來對抗多重耐藥菌呢？其實，噬菌體療法不僅是作為抗生素的替代品，還有很多其他應(yīng)用，下面就讓我們一起看看噬菌體療法的用途吧。
1.噬菌體展示
1985年，Smith發(fā)現(xiàn)了噬菌體展示技術(shù)，并于2018年獲得諾貝爾化學(xué)獎。噬菌體展示技術(shù)的原理是將外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌體外殼蛋白結(jié)構(gòu)基因的適當(dāng)位置，使外源基因隨外殼蛋白的表達(dá)而表達(dá)，同時，外源蛋白隨噬菌體的重新組裝而展示到噬菌體表面的生物技術(shù)。噬菌體展示在基因、疫苗及藥物等治療藥物的傳遞中起著非常重要的作用。同時，噬菌體展示還可用于表位鑒定、靶向真核細(xì)胞、設(shè)計納米材料、癌癥的研究與治療等方面。
2.基于噬菌體的疫苗
噬菌體顆粒具有誘導(dǎo)體液免疫和細(xì)胞免疫的能力，可作為低免疫原性疫苗的有效佐劑或納米載體。噬菌體展示疫苗不需要佐劑，因為噬菌體本身具有免疫原性，可以作為天然佐劑。噬菌體的疫苗還具有免疫記憶，誘導(dǎo)T細(xì)胞，分泌Th1細(xì)胞因子并在腫瘤微環(huán)境下激活樹突狀細(xì)胞的功能。
3.癌癥治療
在合成生物學(xué)的年代，噬菌體不僅僅可用作抗生素的替代品，還可利用它進(jìn)行基因傳遞和表達(dá)。事實上，抗癌噬菌體療法并不是一項新興技術(shù)，它已被使用很多年。絲狀噬菌體F5被改造后可表達(dá)生長因子受體ErbB2，通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入乳腺癌細(xì)胞，然后呈遞和表達(dá)生長因子蛋白報告基因。AE37是人表皮生長因子受體蛋白的衍生蛋白，將其與λF7噬菌體的衣殼蛋白gpD結(jié)合。此類修飾的噬菌體能有效的作為抗腫瘤納米藥物，可顯著減少小鼠乳腺癌模型中的腫瘤細(xì)胞。修飾后的噬菌體納米粒子[λF7(gpD :: AE37)]可誘導(dǎo)真核免疫系統(tǒng)產(chǎn)生CD8+ T細(xì)胞，CD4+IL-4，IFNγ以及MHC II分子。這類嵌合噬菌體顆粒具有免疫原性和靶向抗腫瘤活性。其它一些研究試圖使用基因編輯技術(shù)將藥物、基因和蛋白靶向遞送至哺乳動物細(xì)胞中。
4.神經(jīng)退行性疾病
眾所周知，噬菌體可以越過血腦屏障進(jìn)入腦細(xì)胞，并通過其抗菌活性提供免疫。研究者試圖利用噬菌體的這一特性尋找治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的方法。利用噬菌體的噬菌斑結(jié)合能力，已建立了對阿爾茨海默癥和帕金森病的治療方法。已有研究表明，使用M13絲狀噬菌體可以展示抗β淀粉樣抗體。與α-突觸核蛋白和β-淀粉樣斑塊結(jié)合的噬菌體促進(jìn)了帕金森和阿爾茨海默病中錯誤折疊蛋白的降解和去除。
5.噬菌體蛋白組的開發(fā)
除了使用完整的噬菌體顆粒，噬菌體產(chǎn)物（蛋白質(zhì)）的研究也在進(jìn)行，用以取代完整的噬菌體。一些用于細(xì)菌裂解的噬菌體蛋白如下：a.溶菌酶(Lysozyme)是一種從噬菌體fXo411中分離出來的蛋白，可裂解細(xì)菌的細(xì)胞壁，在裂解試驗中成功觀察到細(xì)菌濃度降低。b.內(nèi)溶素(Endolysin)是噬菌體的另一種蛋白，可裂解宿主菌的細(xì)胞壁，從而導(dǎo)致宿主菌的死亡。目前已使用的噬菌體內(nèi)溶素主要有：抗炭疽芽孢桿菌的PlyPH和PlyG，抗鮑曼不動桿菌的PlyF307，抗金黃色葡萄球菌的LysGH15和Ply187，以及抗表皮葡萄球菌、金黃色葡萄球菌和腸球菌的LysK。一個廣譜的噬菌體內(nèi)溶素ABgp46可裂解鼠傷寒沙門菌、銅綠假單胞菌和多重耐藥鮑曼不動桿菌。c.從噬菌體K中分離到的溶菌酶對金黃色葡萄球菌具有活性。d.P22的tail spike蛋白能對抗腸出血性鏈球菌。一些T4相關(guān)的噬菌體的基因組和基因產(chǎn)物被作為微生物基因組進(jìn)化的窗口。