發(fā)布日期:2022-11-14 發(fā)布人:潤達(dá)生物
生物之間的斗爭(zhēng)是無窮無盡的,細(xì)菌可以“吃”我們的肉,當(dāng)然也有以細(xì)菌為食的小家伙們,那就是噬菌體,一種專門“吃”細(xì)菌的病毒。
生物之間的斗爭(zhēng)是無窮無盡的,細(xì)菌可以“吃”我們的肉,當(dāng)然也有以細(xì)菌為食的小家伙們,那就是噬菌體,一種專門“吃”細(xì)菌的病毒。下面,筆者帶你一起走進(jìn)噬菌體的神秘世界!
噬菌體是什么
噬菌體是一種感染細(xì)菌、真菌、藻類、放線菌或螺旋體等微生物的病毒的總稱,是一種微生物源病毒,整個(gè)噬菌體家族非常龐大,古老且豐富,它們幾乎與細(xì)菌一起出現(xiàn)在地球上,距今已經(jīng)有差不多30億年之久了。噬菌體的數(shù)量非常非常之多,它們的數(shù)量比地球上所有的其他生命(包括所有細(xì)菌)加在一起還要多??赡艹^1031個(gè)(10000……000,總共31個(gè)0)。噬菌體不同于現(xiàn)在發(fā)生疫情的“新型冠狀病毒”,它是天然存在的細(xì)菌克星,目前是世界各國科學(xué)家眼中對(duì)付超級(jí)細(xì)菌最有效的手段。噬菌體可存在于多種生態(tài)環(huán)境中,種類繁多,是地球上數(shù)量最多的生物,約為細(xì)菌數(shù)量的20倍。海洋是噬菌體存在最多的地方,噬菌體每天會(huì)殺死海洋中50%的細(xì)菌。
噬菌體的特點(diǎn)是什么
專一特異:只裂解對(duì)應(yīng)的宿主菌,不破壞正常菌群;
高效殺菌:30分鐘內(nèi)可殺滅99.9%的特定細(xì)菌;
無耐藥性:不會(huì)產(chǎn)生耐藥性,會(huì)隨著細(xì)菌宿主的消失而死亡;
安全無殘留:無毒、無害、無刺,殺菌后自然排出體外,對(duì)動(dòng)物機(jī)體細(xì)胞不造成損傷,可廣泛應(yīng)用于全身。
噬菌體是如何入侵細(xì)菌的
噬菌體是如何侵染細(xì)菌的呢?首先我們得明白一件事情-病毒本身是沒有任何動(dòng)力的,它只在溶液環(huán)境中擴(kuò)散,所以要想抓住細(xì)菌,就必須有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)才行,那六根可愛的小腿就是這個(gè)作用,它們的分子與細(xì)菌外層莢膜的分子有結(jié)構(gòu)上的吸引力,所以當(dāng)噬菌體在水分子的布朗運(yùn)動(dòng)下隨機(jī)與細(xì)菌表面接觸的時(shí)候,尾部就會(huì)粘在細(xì)菌上而不是頭部。
而噬菌體在吞噬細(xì)菌的過程也相當(dāng)別致。它一般會(huì)先靠觸角慢慢吸附在細(xì)菌上,而后再用尾巴在細(xì)菌的壁膜上拼命打洞。費(fèi)這么大勁的目的其實(shí)是為了將自己的DNA注入到細(xì)菌里。緊接著,這些噬菌體DNA就直接喧賓奪主,利用細(xì)菌里面的資源開始瘋狂復(fù)制DNA。沒過多久,它們就會(huì)像變戲法般地復(fù)制出幾百個(gè)新的子孫后代,并釋放出溶菌酶。
噬菌體的安全性
病毒在微生物中很具有代表性,絕大多數(shù)病毒無法充分滲透到人類組織或細(xì)胞中對(duì)人類造成傷害。在國際病毒分類委員會(huì)(ICTV)認(rèn)可的大約90個(gè)病毒家族中,只有19個(gè)家族引起人類疾病。噬菌體作為感染細(xì)菌的病毒,就難以突破人體天然的物種壁壘。
在日常生活中,有數(shù)以億計(jì)的噬菌體存活在我們體內(nèi)及周圍。噬菌體只攻擊能識(shí)別的宿主菌,并不傷害其他細(xì)胞,所以噬菌體對(duì)動(dòng)物機(jī)體是沒有任何傷害的。
在20世界上半葉,前蘇聯(lián)、波蘭和法國等國家大量使用噬菌體治療,包括痢疾、傷寒等在內(nèi)的各種感染性疾病。噬菌體給藥方式也多種多樣,如通過飲用、口服、氣霧劑、局部涂抹損傷部位和靜脈注射。噬菌體與抗生素聯(lián)合使用也常有報(bào)道,噬菌體還被用于手術(shù)室及手術(shù)器械的消毒殺菌。
當(dāng)細(xì)菌增多時(shí),噬菌體也會(huì)快速增殖,殺滅細(xì)菌。當(dāng)細(xì)菌到達(dá)一個(gè)平衡點(diǎn)時(shí),噬菌體就會(huì)停止繁殖,被機(jī)體代謝掉或者陷入“沉睡”狀態(tài)。
目前,噬菌體有哪些應(yīng)用
噬菌體從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)有100多年了,比抗生素還早幾年,它這100年來沒有成藥的原因之一,是噬菌體生不逢時(shí)。噬菌體誕生以后,抗生素就被發(fā)明了,抗生素相對(duì)廣譜高效,所以噬菌體就沒有了產(chǎn)業(yè)化的機(jī)會(huì)。
雖然噬菌體治療被西方國家“冷落”了長達(dá)40年之久,但在前蘇聯(lián)和東歐關(guān)于噬菌體治療的研究從未停止過。
進(jìn)入21世紀(jì)后,噬菌體治療的研究進(jìn)入了一個(gè)新的階段,向著國際化和臨床化的方向迅猛發(fā)展。各國都投入了大量的精力來發(fā)展噬菌體技術(shù),以及尋找各種病原菌的噬菌體并嘗試將其用于細(xì)菌感染的治療。
噬菌體在水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物細(xì)菌性病害防控的優(yōu)勢(shì)
針對(duì)性強(qiáng)
傳統(tǒng)的抗生素在治療細(xì)菌性感染的同時(shí),會(huì)殺滅消化道中的正常菌和有益菌,破壞微生態(tài)平衡,導(dǎo)致其他耐受性致病菌的生長,進(jìn)而可能引起肌體的免疫力下降而導(dǎo)致全身性的感染。
用量少
噬菌體具有指數(shù)式增殖的自我復(fù)制能力,只需極少量即可殺滅相應(yīng)的致病菌,達(dá)到預(yù)防或控制細(xì)菌性感染的目的。
篩選分離、保存成本低
噬菌體環(huán)境豐度高,自然界中普遍存在細(xì)菌相對(duì)應(yīng)的噬菌體,易于分離且純化周期短,可常溫下保存,便于運(yùn)輸和應(yīng)用。
無藥物殘留
使用抗生素會(huì)造成藥物在養(yǎng)殖動(dòng)物體內(nèi)的殘留,而噬菌體高度依賴于相應(yīng)的細(xì)菌,會(huì)隨著細(xì)菌宿主的消失而死亡,不會(huì)殘留在動(dòng)物體內(nèi)。
展望噬菌體的未來
雖然噬菌體療法應(yīng)用于水產(chǎn)弧菌的防控具有諸多優(yōu)勢(shì),但是為滿足其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用,仍需要解決一些關(guān)鍵性技術(shù)問題。如:①噬菌體的最適應(yīng)用條件,如最佳治療時(shí)間、最佳治療劑量及最佳治療方式等都需要進(jìn)行系統(tǒng)的研究來確定; ②對(duì)于細(xì)菌對(duì)噬菌體產(chǎn)生的抗性問題,現(xiàn)在很多企業(yè)不具備及時(shí)獲得與其匹配的噬菌體的條件。
目前,經(jīng)過多年潛心研發(fā),徹底突破了傳統(tǒng)的抗生素或者益生菌防治蝦早死綜合征的方式,不僅防治效果遠(yuǎn)超抗生素和其他的傳統(tǒng)控制弧菌的產(chǎn)品,更引人注意的是,引入了多株噬菌體組成在一起,且可常溫保存。從而形成了高濃度的烈性噬菌體,具備有特異性、專一性、靶向性、不破壞水體環(huán)境,不破壞池塘有益菌,以及天然無毒副作用的功能,顛覆了以前防治弧菌的傳統(tǒng)概念。文章來源:科學(xué)養(yǎng)魚雜志社