病毒也不全是惡魔，這款病毒是個「殺菌戰士」

病毒的名字「Virus」起源於拉丁文，意思是毒藥和其他有毒的液體，這個最早的名稱就表明virus在人們心目中是一種不好的事物。「virus」的中文翻譯是「病毒」，也暗示著和疾病、毒物相關，聽起來就讓人敬而遠之。

👉 歡迎加入T客邦telegram ( https://t.me/TechbangNEWS )

病毒家族幾個「明星」，像是愛滋病毒、流感病毒、B肝病毒、SARS、伊波拉病毒等等，為病毒的惡名遠颺推波助瀾，彷彿它是十惡不赦的魔鬼，恨不能滅之而後快。

那麼，「臭名昭彰」的病毒家族真的都是惡棍嗎？今天就給大家介紹病毒家族中特立獨行的一位成員——噬菌體。

意外發現「吃」細菌的病毒

噬菌體是病毒家族的一個分支，有成千上萬個不同的成員。它的獨特之處在於可以感染細菌，透過寄生在細菌體內進行複製增殖，最終殺死細菌，一種噬菌體只能感染一種細菌。和其他病毒一樣，噬菌體也是由蛋白質包裹的外殼和內部的核酸兩部分構成。

噬菌體在1915年首次被細菌學家佛雷德瑞克‧圖爾特（Frederick T.wort）報導。他發現瓊脂培養基上的部分細菌菌落變得透明，這樣的菌落進一步培養時不能形成新的菌落，也就是細菌被殺死了。

與此同時，在巴黎巴斯德所工作的加拿大細菌學家費利克斯‧ 德赫雷爾（Felix d`Herelle）在培養從痢疾患者的糞便中分離出的痢疾桿菌時，也在培養皿上發現了一些不長細菌的圓點。他猜測圓點裡有某種顆粒殺死了細菌。他把這些圓點稱為噬斑，引起噬斑的顆粒稱為噬菌體（bateriophage）。之後，由於噬菌體感染細菌的獨特特性，其在生物領域的傳奇故事就此揭開序幕。

▲ 噬菌體感染細菌的過程，主要有五步。

用噬菌體對抗超級細菌

順著噬菌體可以感染細菌的思路，很容易就想到，很多疾病是細菌感染引起的，是不是可以「以毒攻毒」，用噬菌體來殺細菌，達到治療疾病的目的呢？治療細菌感染的首選通常是抗生素，但是隨著抗生素的濫用，耐藥現象越來越常見，這讓人們的注意力重新回到噬菌體身上。

那麼如何利用噬菌體對抗超級細菌呢？

我們來看2019年《自然醫學》雜誌的一個案例報導。案例的主人公是一個15歲的少女，由於患有先天性肺囊性纖維化，肺功能持續下降，不得不進行肺移植。移植後的免疫抑制讓本就有的感染炎症雪上加霜。體外培養髮現是一種名為分枝桿菌的耐藥菌種感染，儘管給予了患者強效治療分枝桿菌的藥物和抗生素，但是效果不好。

為此，醫生不得不尋找新療法，他們想到的就是用噬菌體治療。

噬菌體治療的第一步，是體外分離驗證。他們培養從患者傷口分離的分枝桿菌，形成不同的菌落，一個菌落就是一類相同的分枝桿菌。之後選取從分枝桿菌中分離的大量噬菌體，一種一種進行共培養，看其是否可以感染菌落，結果從大約10000種噬菌體中找到三種噬菌體可以感染菌落。

然後，需要透過基因改造技術提高它們的感染效率。

接下來，測試這三種噬菌體對其他菌落的感染效率，儘管發現並不是每一種噬菌體都能感染殺滅所有的菌落，但是如果將三者連用，則可以殺滅大部分分枝桿菌。這種噬菌體連用的療法，被稱為「雞尾酒療法」。

體外有效是萬里長征的第一步，接下來就要進行體內驗證了。

首先在患者手術傷口附近局部用藥，確認沒有過敏等不良反應後，改為局部加靜脈注射。持續治療6個月之後，患者的皮膚感染持續好轉，肝功能和肺功能也持續好轉，各項指標表明此次嘗試的噬菌體療法非常成功。

其實我們可以發現，篩選噬菌體的過程和噬菌體被發現的過程有異曲同工之妙，一種解藥（噬菌體）配一種毒藥（細菌），難點就是找到這個唯一的解藥。面對越來越狡猾的超級細菌，噬菌體一度被認為是對抗細菌的終極武器。

噬菌體的諾貝爾獎之路

除了可以用來對抗超級細菌，噬菌體因其對生物學研究和製藥領域的貢獻，而兩度成為諾貝爾家族的座上賓。

第一次是透過「噬菌體感染細菌實驗」證明了DNA是生物體的遺傳物質，而不是蛋白質，這項研究獲得了1969年諾貝爾生理學或醫學獎。簡單來說，構成噬菌體外殼蛋白的氨基酸含有硫（S），而DNA不含硫。相反，磷（P）主要存在於DNA。所以用35S和32P標記噬菌體的外殼蛋白和核酸，然後檢測被感染的宿主細菌體內主要是35S還是32P就可以推斷出遺傳物質究竟是核酸還是蛋白質。這個巧妙又簡單的實驗因其重要性也出現在了大家的高中生物課本中。