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天然病毒或能消除食源性细菌

科普小知识2022-05-29 11:52:24
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资料来源:蒂姆·萨克顿

由食源性细菌引起的疾病爆发的后果可能大也可能小。目前,研究人员正在寻找确保食品安全的新方法,其中之一就是用病原体消除病原体。

噬菌体是一种以细菌为目标的病毒。长期以来,这些噬菌体与细菌同时进化,并逐渐成为细菌的“好猎手”。

目前,一种可溶性噬菌体引起了科学家的极大兴趣。这种病毒将自己的DNA注入细菌,然后“劫持”细菌的细胞机器,制造出新的病毒拷贝。这些病毒拷贝最终会突破细菌的细胞膜,杀死它们并攻击附近的细胞。

最近,印第安纳州普渡大学西拉法叶校区的研究人员开发了一种噬菌体混合物,对大肠杆菌O157:H7非常有效。O157: H7是一种来源于大肠杆菌的志贺毒素,可导致严重的胃痉挛、腹泻、呕吐和尿路感染。它可以由肉、水果、蔬菜和一些乳制品携带。尽管它通常是一种表面污染物,但当肉类产品被切碎时,它会成为一种内部病原体。据统计,2000年至2008年间,这种大肠杆菌在美国造成了63,000例病例,2,138名患者住院治疗。

研究人员将这三种噬菌体按比例混合,并将混合物应用于碎牛肉或菠菜。结果表明,该混合物对室温贮藏的菠菜中大肠杆菌O157:H7的去除率为99%。此外,研究人员在冷冻和室温环境下的牛肉上发现了类似的结果。相关论文最近发表在《动物科学杂志》的网上。

虽然结果令人兴奋,但并不新奇。事实上,噬菌体生物控制产品已经商业化。英特利泰克斯的ListShield已经获准上市。该产品针对单核细胞增生李斯特氏菌,可直接用于杀灭优质禽肉。

“但是目前它还没有被广泛使用。尽管接受度和销售额稳步增长,但进展非常缓慢。”Intralytix的首席科学家亚历山大·苏拉克韦里泽(Alexander Sulakvelidze)说,“如果你喜欢它,你可以把它想象成一种微生物,否则放入病毒中的食物可能难以下咽。”

然而,噬菌体对人类无害;它们只针对细菌。此外,它们不能进化成能导致人类和动物疾病的病毒。另一方面,细菌毒性很大。

"噬菌体不是人类的病原体,但是细菌会让人生病."该研究的负责人、普渡大学动物学教授保罗·埃布纳(Paul Ebner)说。

Sulakvelidze补充说,噬菌体生物控制产品是化学清洗和辐射的替代品。目前,即食食品通常通过这两种化学方法灭菌。然而,噬菌体更为特殊:通常噬菌体只针对一种病原体。它们可以杀死致病的“坏”细菌,同时保留自然产生的“好”细菌,从而使食物更有营养。

此外,研究人员还研究了用噬菌体治疗家畜细菌感染的方法。然而,Sulakvelidze说这些治疗的结果仍然不清楚。然而,如果噬菌体治疗成功,它将大大减少抗生素在家畜中的使用,并有可能消除用噬菌体治疗食物的需要。

自然,相关研究也可以推动人们寻找适合治疗人类细菌感染的噬菌体。目前,抗生素耐药性已经成为一个全球性问题。美国疾病控制和预防中心的数据显示,“美国每年至少有200万人感染耐药细菌,其中23000人死于这些感染。”

噬菌体是一种有前途的替代品。"噬菌体疗法在二十世纪二三十年代是一个热门话题。"没有参与这项研究的德克萨斯A&M大学微生物学家杰森·吉尔说。

此后,研究人员进行了大量的噬菌体研究。20世纪40年代,青霉素上市后,噬菌体疗法被放弃了。但是现在,许多细菌对一种或多种抗生素有耐药性,所以噬菌体“卷土重来”

当然,细菌会逐渐对噬菌体产生抵抗力。然而,一种细菌只能对2种噬菌体产生抗性,所以研究人员选择使用噬菌体的混合物。吉尔和埃布纳都认为细菌对多种噬菌体产生耐药性的可能性极低。

然而,噬菌体治疗在人体应用中仍存在许多障碍,相关法规也使噬菌体申请专利变得困难。吉尔说,在自然界中找到类似的噬菌体相对容易。

此外,从经济角度来看,噬菌体临床试验需要数百万美元,许多制药公司不愿意投资。

然而,Ebner说,这些担心还为时过早,因为科学家们不确定如果实验室的发现被转移到复杂的现实环境中会发生什么,比如猪的消化系统。

然而,噬菌体研究充满了希望。"它们在自然界中非常丰富,我们只需要控制它们的抗菌过程."埃布纳说。(张张编)

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