那些侵入人体引起疾病的细菌是我们的敌人，通常情况下，抗生素药物可以杀死致病菌，治愈疾病。但有时候某些致病菌会产生抗药性，抗生素药物无法杀死它们。这种情况下，我们的敌人细菌就变得更加危险。

撰文  Diana Gutiérrez, Lucía Fernández, Beatriz Martínez, Ana Rodríguez and Pilar García（西班牙高等科学研究院，阿斯图里亚斯乳制品协会）

翻译  玛雅蓝

编辑/校对  李娟 

噬菌体是一类能够感染细菌的病毒，但对人体无害。它们可以钻进细菌里繁衍，不断复制遗传物质，最终破坏细菌，并释放出新的噬菌体。这就是噬菌体杀死细菌的过程。接下来，让我们了解一下，如何用噬菌体来清除有害菌或者治疗感染性疾病。

能抵御抗生素的危险细菌

细菌的细胞很小，只有在显微镜下才能看到。在人体的不同部位，生活着很多非常重要的有益菌。例如，皮肤上的有益菌能保护我们的皮肤不受坏细菌的侵扰；肠道里的有益菌有助于消化食物。那些有害健康、引发疾病的坏蛋细菌被称为病原菌。因为细菌感染得病就医，医生可能会开口服的抗生素药物，或者会给你来上一针。

抗生素是一类化合物。近一个世纪以来，抗生素被用来治疗人和动物的细菌感染。与此同时，细菌也在进化，如同身处一场看不见硝烟的战争中，细菌在不断地寻找掩护来逃开抗生素的威胁。当细菌受到子弹（抗生素）攻击时，如果其中某个细菌能找到盾牌保护自己，它就能活下来（图1）。活下来的细菌生长增殖所得到的后代，同样具备抵抗抗生素攻击的能力。

所以，如果你生病了，一定要把医生开的药全部吃完，就算病情好转也得继续巩固几天。这很重要，目的是不能让战场上留下“生还者”。抗生素药物杀不死的细菌又叫超级细菌。超级细菌非常危险，因为我们没有武器来对抗它们。而且这些抗药菌有传染性，可能在人群中造成疾病的爆发和流行，甚至可能在动物中传播。如今，已经有大量细菌对不同的抗生素产生了抗药性，严重威胁着全世界的人们的健康。

图1. 能引发疾病的致病菌叫做病原菌。细菌疾病可以用抗生素进行治疗。抗生素能杀死大部分细菌，但某些产生抗药性的细菌能存活下来，它们被称为“超级细菌”。“超级细菌”通过复制遗传物质而增殖，它们的后代细菌也全都具有抗药性。

如何与抗药菌作战？

为了避免出现更多的抗药菌，主要的方案就是正确使用抗生素。要严格遵医嘱，除非医生在处方中明确要求服用抗生素，否则不必服用，这非常重要。此外，为了恰当地使用抗生素，还需要找到新的策略来打败细菌，尤其是抗药菌。幸运的是，大自然中就有这样的微生物，它们在与细菌的斗争中已经功成名就，那就是噬菌体。

噬菌体是啥？

噬菌体是众多病毒当中的一种。病毒是最简单的生命形式。某些病毒能够感染动物、植物或人体，还有一些病毒能够感染细菌，它们被称作噬菌体。

病毒是很小很小的微生物，需要放大倍数很高的特制显微镜才能被观察到（见图2）。虽然我们看不见，但事实上有数十亿噬菌体在我们周围存在着。噬菌体的数量庞大，它们生活在土壤里、海洋中或人体内，可以说无处不在，与我们的日常生活息息相关。比如，我们每天随着食物就会吃下很多细菌和噬菌体！

图2. 显微镜下的噬菌体

不过，不用担心，噬菌体不会伤害我们，也不会伤害动物和植物。噬菌体只对细菌有害，因为它们需要利用细菌进行生长增殖。噬菌体的增殖过程叫做裂解周期，这个过程非常迅速，甚至只需要30分钟就能完成一次裂解增殖。那么，在这一过程中，细菌内部究竟发生了什么呢？如图3所示，大概有三个不同阶段（见图3）。在裂解周期的最后阶段，细菌呜呼丧命。所以说，噬菌体是细菌天然的敌人。

在大自然中，要维持微生物生态系统的正常运转，细菌和噬菌体都不可或缺。就像动物界，捕食者（狐狸）和猎物（野兔）在同一个地方共同生活，只是彼此敌对。

图3. 噬菌体的繁殖过程。第一步：一个噬菌体遇到了细菌，就附在上面。第二步：噬菌体的遗传物质进入细菌，不断复制，制造出新的噬菌体。第三步：细菌中挤满了噬菌体，把它撑爆啦！

噬菌体可以为我所用吗？

当然。我们能利用噬菌体杀死坏细菌，就好像使用抗生素一样，而且噬菌体还具备抗生素没有的优点。例如，抗生素通常能够杀死不同种类的细菌，但噬菌体一般只攻击一种细菌。因此，噬菌体能杀死坏细菌，而不影响有益菌。这正是我们所需要的，我们并不希望清除所有的细菌，只想除掉那些“坏家伙”。

在把噬菌体作为药物使用前，需要对噬菌体进行研究，以确保它们的安全性。不少科学家正在进行这方面的研究工作，并发现了噬菌体的其他作用。比如，可以利用噬菌体清洁医院或者工业场所，因为它们和消毒剂一样能杀死讨厌的细菌。或许，我们还能把噬菌体加入食物中，使它们发挥像化学防腐剂一样的作用。如果有坏细菌污染了食物，食物里的噬菌体就会逮着它。在这场捉迷藏似的游戏里，噬菌体是当之无愧的大赢家。

现在，你相信噬菌体是对抗坏细菌的有力武器了吗？

参考文献：

[1]  Nikaido, H. 2009. Multidrug resistance in bacteria. Annu. Rev. Biochem. 78:119–46. doi:10.1146/annurev.biochem.78.082907.145923

[2] Kutter, E., De Vos, D., Gvasalia, G., Alavidze, Z., Gogokhia, L., Kuhl, S., et al. 2010. Phage therapy in clinical practice: treatment of human infections. Curr. Pharm. Biotechnol. 11:69–86. doi:10.2174/138920110790725401

[3] García, P., Martínez, B., Obeso, J. M., and Rodríguez, A. 2008. Bacteriophages and their application on food safety. Lett. Appl. Microbiol. 47:479–85. doi:10.1111/j.1472-765X.2008.02458.x

审稿人：

Anjishnu（9岁）：你好，我叫Anjishnu，我住在圣地亚哥，读四年级。我喜欢写作和阅读，是数学粉，对自然科学也很狂热。我喜欢读和汽车或者其他交通工具有关的书。我喜欢打网球，弹吉他。长大后我想成为发明家，发明能够使我们更健康、使世界更安全的东西。另外，我在试着了解时间旅行的可能性。

延伸阅读：

既视感：似曾相识究竟是怎么回事？

《赛先生》第三轮选题发布，期待你来创作！

1. 如何测量我们的记忆有多重？ 

2. 如何科学地跑步？ 

3. 为什么有人语速快，有人语速慢？  

4. 科幻电影里的“穿越时空”有科学依据吗？ 

5. 为什么开会时你会忍不住想（走神）玩手机？ 

6. 用意念打字已经实现了？

7. 一个人的鞋子尺码和身高有关系吗？ 

8. 既然“真空”是“什么都没有”，为什么会有“真空能”？真空是“真的空”吗？ （选题贡献者@Abraxas）

   
   

如果以上有你感兴趣的选题，请迅速跟“小赛”（微信id：saixiansheng2017）微信联系，也欢迎发邮件至 saixiansheng@zhishifenzi.com 与我们进一步沟通！

本页刊发内容未经书面许可禁止转载及使用。

投稿、授权等请联系：saixiansheng@zhishifenzi.com

您可回复"年份+月份"（如201701），获取指定年月文章，或返回主页点击子菜单获取或搜索往期文章。

赛先生为知识分子公司旗下机构。国际著名科学家文小刚、刘克峰担任《赛先生》主编。

我们相信，每个人都可以成为“赛先生”。

微信号：iscientists

▲长按图片识别二维码，关注我们

点击“阅读原文”，加入科学队长