当抗生素不再管用，人类就要靠这种病毒拯救

获取情报是在战场上赢得敌人的关键。只有了解敌人和你自己，你才能赢得所有的战斗。这个策略实际上也在微生物群落中有效。普林斯顿大学的研究人员发现，病毒会窃听细菌的通讯信息，并随时准备攻击它们。这项发现最近发表在《细胞》杂志上。

来自普林斯顿大学的分子生物学家Bonnie Bassler发现了一种叫做VP882的病毒，它有一种“神奇”的特殊能力来监控细菌之间的“对话”，就像一个隐藏在敌军中的间谍，随时发动针对细菌的暗杀行动。巴斯勒在文献中表明，该系统已经成功地对大肠杆菌、霍乱弧菌和沙门氏菌发挥了完美的杀菌作用，尽管这三种细菌在其进化过程中已经被分离了数百万年。研究人员说，结果出乎意料，这意味着该系统将对更多的细菌起作用，并有望成为治疗细菌感染的通用方案。

细菌的天敌

VP882病毒的本质是噬菌体。噬菌体是感染细菌、真菌、藻类和其他微生物的病毒的通称，可导致宿主细菌裂解。在我们无形的生物世界里，细菌和噬菌体之间的游戏从未停止过。然而，直到1915年，人类才观察到这场小型战争。加拿大细菌学家费利克斯发现，当病毒与志贺氏菌混合时，细菌会死亡。他称之为噬菌体。这些游戏也促进了两者的共同进化。Waldor在2005年提到，一些无毒细菌会进化出毒性亚型，并分泌毒性因子来响应噬菌体。法鲁克在2012年也指出，细菌的进化很大程度上取决于与噬菌体的相互作用。

噬菌体将其基因组注入细菌。来源:*

噬菌体感染细菌后通常只有两种选择。它们要么“潜伏”在细菌中，要么杀死细菌释放“后代”。选择后者意味着周围有更多的细菌作为寄生目标，病毒暴露后微环境中没有细菌意味着它们会死亡。巴斯勒的实验发现，噬菌体可以通过感知细菌群体之间的信息交换来避免这种后果。他们一直在等待来自这些细菌宿主的信号——我们有许多伙伴，“这些噬菌体非常狡猾，一直在秘密接收细菌群体感应信号，”巴斯勒说。“以前没人发现过它们。”

2016年，巴斯勒研究小组在霍乱弧菌中发现了一种新型的群体感应系统，其中含有一种叫做DPO的自动诱导因子，一种可以被VqmA受体蛋白检测到的信号分子。当细菌第一次侵入其他宿主时，数量并不大，所以DPO信号并不强。然而，一旦环境合适，细菌数量将呈指数增长，DPO信号将积累到相对高的水平，这将在此时被VqmA蛋白检测到。此时，细菌将知道菌落的容量已经饱和，并将开始转移而不是选择感染宿主。这也是霍乱弧菌感染难以检测的原因。"它们不断扩张，通过相互传递信号来寻找最佳感染机会。"

病毒间谍

当巴斯勒实验室的研究生Silpe在数据库中搜索其他配有VqmA蛋白的生物时，他发现VqmA是由许多不同物种和属的弧菌表达的。令他惊讶的是，还可以表达一种病毒，即噬菌体VP882，这是中国*科学家黄显宗10年前在海洋弧菌中发现的一种病毒。“细菌使用VqmA来接收DPO信号。病毒和它有什么关系？”在实验记录中，西尔普提出了这个问题。

电子显微镜显示噬菌体聚集在细菌表面。来源:*

虽然已经过了很长时间，Bassler还是通过资源共享库获得了当年在*测试的同一批细菌。幸运的是，其中一些细菌样本也含有噬菌体VP882。他将VP882与霍乱细菌混合。当没有DPO信号时，两者处于非侵入状态，但是随着DPO信号分子的加入，细菌开始死亡。此外，在VP882中的VqmA发生突变后，噬菌体不会再杀死细菌。到目前为止，西尔普已经基本找到了这个问题的答案。病毒正在悄悄地“策划”一个重大事件。它的VqmA可以识别细菌分泌的DPO信号分子。一旦病毒检测到这个信号，它就会从“休眠”状态变成“暗杀”状态，杀死宿主细菌。

Silpe还发现，病毒的VqmA可以激活控制细菌传播和迁移的基因，让细菌转移到其他地方。巴斯勒说:“当噬菌体准备杀死细菌时，它们也会干扰细菌的数百个基因。”。这也是噬菌体策略的一部分，它不仅确保有足够的细菌供后代寄生，还确保这些宿主能随后代进一步传播。这种奇怪的巧合也让他们看到了将VP882应用于噬菌体治疗的希望。

抗生素失效的救命稻草

噬菌体疗法是指利用噬菌体来治疗病原性细菌感染的治疗方法。它比抗生素更特异，噬菌体通常只作用于一种细菌，因此副作用很小。然而，这一优势也成为其发展的障碍。每次治疗都要根据患者感染的细菌找到相应的噬菌体，这将消耗大量的时间，并容易延误最佳治疗时间。由于实施困难，噬菌体疗法将仅在所有抗生素临床无效时考虑。今年6月，美国第一个噬菌体治疗中心在圣地亚哥启动，这表明这种独特的治疗方法正在临床医学中逐渐被采用。

如果有一种通用的噬菌体，它将极大地促进噬菌体疗法的发展。现在看来，VP882似乎是一个突破点。首先，它会感染多种细菌。过去，噬菌体攻击是一对一的。然而，根据目前的实验，VP882具有广泛的目标菌群。此外，其监测功能可以随意修改和增强，因为VP882可以将其全部基因隐藏在细菌中，所以可以对其进行遗传修饰，以构建针对不同细菌的暗杀开关。Silpe发现，在对其他细菌进行验证实验时，它很容易感染其他物种的沙门氏菌和大肠杆菌。通过为这两种细菌构建相似的特异性信号受体，也可以消除这两种致病菌。

大肠杆菌被病毒入侵后表达病毒蛋白(红色)。当细菌生长时，病毒处于静止状态。当病毒感测到细菌感测系统的信号时，病毒变成杀死状态，另一种蛋白质(黄色)转移到细胞极。图片来源。

匹兹堡大学的生物技术教授哈特福德认为，通过重新设计，它可以成为一种治疗耐药细菌的通用方法。“细菌耐药性是疾病的头号威胁，迫切需要一种新的治疗方法，”他说。“虽然使用天然噬菌体进行治疗很困难，但如果有广谱噬菌体，我们可以将其转化为特定的工具。这种病毒也可能抑制了耐药菌株的产生。”

细菌在说话，病毒在偷听。这不是科幻小说，而是现实。噬菌体首次被发现已经有100年了，今天它的间谍身份被发现了。他们在我们肉眼看不到的地方秘密策划什么活动？答案肯定比我们想象的要复杂得多，毕竟，这些生物已经用这种交流方式进化了数十亿年。