蛭弧菌的应用

                               
登录/注册后可看大图

水生细菌在生态系统中发挥着关键作用，但这不能让它们免于被贪婪的捕食者或寄生虫当成猎物的命运。在大型山地湖泊的深处和其他一些环境中，一些细菌以同类为食，而且胃口不小，这些掠食者被称为蛭弧菌及类似细菌（BALO）。如今BALO将在多个领域中作为生物活性剂得到应用。


一、生态调控者

异养生物在整个生态系统的食物网中发挥着核心作用。它们吸收和利用浮游植物释放到环境中的有机物质，随后又成为鞭毛虫和纤毛虫等原生动物（一类单细胞生物）的美餐。原生动物又将这些能量传送到更高层级的食物网中。尽管自然环境下BALO的数量和噬菌体相比不占优势，但它们在调控细菌种群方面同样高效，在一些特定情况下甚至可能更加高效，因为噬菌体只会攻击一类猎物。


二、对抗耐药菌

近年来，随着细菌对抗生素产生耐药性，BALO和噬菌体被寄予厚望，被认为有望在多种应用场景下遏制细菌的生长，例如用来对抗感染人类、动物或农作物的致病菌。如今，多个实验表明BALO有望用于治疗人类和动物的疾病。以囊性纤维化为例，这是一种致命的遗传疾病，细菌会逐渐侵占患者的内呼吸道，引发炎症，最终破坏组织，摧毁患者的呼吸功能。而科学家已经在健康人的肺部菌群中发现了噬菌蛭弧菌，这表明BALO能在这样的环境中生存，并且它不会危害人体。在斑马鱼幼体身上进行的活体实验表明，BALO中的噬菌蛭弧菌可能有助于消灭宋内氏志贺氏菌（Shigella sonnei）的一种对链霉素和羧苄西林都有耐药性的菌株。志贺氏菌属于革兰氏阴性菌，是引发痢疾的病原体之一。世界卫生组织的数据显示，志贺氏菌每年造成超过一百万人死亡，主要影响发展中国家。2017年，伦敦帝国理工学院的Alexandra Willis和同事证明，斑马鱼幼体的菱脑（大脑后方的一个部位）感染福氏志贺氏菌（Shigella flexneri）后，在这个部位注射噬菌蛭弧菌能够将幼体的生存率提升35%，这表明噬菌蛭弧菌能够与免疫系统协同作用。在消灭福氏志贺氏菌后，免疫系统也会将噬菌蛭弧菌清除。
三、保护虾养殖业

南美白对虾养殖产业受到的影响尤其严重，弧菌属（Vibrio）中的副溶血弧菌（V. parahaemolyticus）、霍乱弧菌（V.cholerae）以及其他几种病菌会引发大规模传染病，有时甚至会导致90%的产量损失。这些细菌造成的感染不一定能用抗生素治疗。对于这个问题，BALO同样提供了有吸引力的解决方案。2015年，上海海洋大学的曹海鹏和同事们在培养皿中加入噬菌蛭弧菌，成功清除了弧菌属的6个不同的致病菌株。并且，BALO无疑能够提供保护作用，让虾免受弧菌感染：在活体实验中，研究团队发现BALO使虾的生存率提升了60%以上。此外，从人类或动物细胞的培养结果看来，这些细菌捕食者似乎是无害的，没有任何疾病与BALO有关，或由BALO感染导致。


尽管拥有巨大的潜力和吸引力，BALO仍然只得到了很少的研究。仅在2018年一年中，PubMed上关于葡萄球菌属（Staphylococcus）的论文就有6900篇，BALO的相关论文则少得多。不过毫无疑问，这些细菌捕食者将在不久的将来得到重视，它们的潜在应用多种多样。而且，为了更好地理解BALO在自然环境中所扮演的角色，我们还要进行更多研究。

来自安卓APP客户端