(原标题:The cure for your next infection may come from sewage)
作者 | 小小
出品 | 网易科技《知否》栏目组(公众号:tech_163)
自抗生素开始应用于临床以来,成千上万被细菌感染的患者获得了新生。但随着时间推移,细菌耐药性变得越来越强,抗生素的效力也越来越差,这迫使人们不断寻找新的治疗方案,而在污水中发现的病毒可能成为拯救人类生命的“万灵药”。
由于患有囊性纤维化,15岁的伦敦女孩伊莎贝尔·霍尔达维(Isabelle Holdaway)接受了肺移植手术,但之后却感染了一种连抗生素都不起作用的细菌。霍尔达维的肝脏开始衰竭,皮肤也出现病灶,她的存活率还不到1%。
但就在几个月后,霍尔达维的情况大幅好转,这要感谢一种病毒。这种病毒是从一个腐烂茄子的底部收集到的,而且茄子生长的土壤里有很多虫子。原来,霍尔达维接受了名为“噬菌体疗法”的实验性治疗。
噬菌体是能够感染并杀死特定细菌的病毒,它们通常存在于非常脏的地方,比如沟渠、池塘、污水中,这听起来似乎有点让人感觉不适。
但是,由于我们长期过度使用抗生素,越来越多的细菌对传统药物产生了抗药性,越来越多的患者将噬菌体疗法作为最后的“救命稻草”。
霍尔达维接受了三种噬菌体的混合治疗。其中一个来自上述的烂茄子,于2010年在南非发现。另外两种是在美国发现的,它们都经过了基因改造,能够更有效地杀死霍尔达维感染的细菌。霍尔达维的病例标志着病人首次接受基因改造噬菌体治疗。
霍尔达维仍在接受每天两次的治疗,但她的健康状况已经有了显著改善。她的感染已得到控制,肝脏已经痊愈,病灶大多已消失。
这是个令人难以置信的奇迹,但值得注意的是,这并不是完整的临床试验,所以科学家不能肯定噬菌体疗法是否是挽救了霍尔达维生命的最大功臣。然而,耶鲁大学副研究员本杰明·陈(Benjamin Chan)认为,噬菌体“极有可能”发挥了至关重要的作用。
霍尔达维是在接受噬菌体治疗后出现阳性结果的病人之一。在标准抗生素开始失去原有效用之际,这种疗法提供了更多希望。全世界每年已有70万人死于耐药疾病,其中23万人死于耐多药结核病。而且随着时间推移,问题只会变得更糟。
噬菌体疗法的前世今生
这种疗法可能听起来很奇怪,但它实际上并不新鲜,甚至可以追溯到100多年以前。噬菌体在20世纪头几十年经常被用来治疗感染,在东欧和俄罗斯的某些地方,目前仍然如此。但在西方,当抗生素出现时,噬菌体几乎就被抛弃了。
毕竟新型药物更容易使用,而且用途更广。抗生素可以用来治疗许多不同的感染,而噬菌体的作用范围则要小得多,它可能只会成功感染特定种类细菌的特定链。
抗生素的另一个优点是,你可以在实验室里制造抗生素,而不是在池塘的浮渣和污水中寻找。这是一种干净方便的解决方案,已经挽救了无数人的生命。
不过问题在于,当新的抗生素被引入,其目标细菌也会开始进化,产生对药物的耐药性。几十年来,医生、农民和其他人都在大量使用抗生素,从而使得细菌的耐药性越来越强。
结果,不仅结核病等传染病,就连性病和尿路感染等常见疾病也对抗生素治疗产生了抗药性。联合国在报告中称,如果我们现在不做出根本性的改变,到2050年,耐药疾病每年可能导致1000万人死亡,这比目前死于癌症的人数还要多。
这是个迫在眉睫的问题,但到目前为止,普通公众基本上没有注意到。大型制药公司认为研发新抗生素赚不了多少钱,也往往会忽视这个问题。但对于已经患有耐药疾病的患者来说,生死时刻就在眼前。
噬菌体疗法重新兴起
典型的噬菌体看起来就像月球着陆器。当它与细菌接触时,它会用“脚”抓住细菌,把自己的DNA注入宿主体内,然后开始繁殖,复制很多自己,最终把细菌炸开。
噬菌体的这种行为方式有几个优点。由于噬菌体终生只寄生在一个宿主身上,为此科学家们可以利用噬菌体来捕获他们想消灭的细菌。这与广谱抗生素不同,后者通常会同时杀死肠道内的有益细菌和有害细菌。
更妙的是,利用噬菌体可以让细菌进化出相应的反应,而这种进化有时需要从对抗生素有抗药性转变为对抗生素敏感。这是非常棒的转变,意味着患者有了更多的治疗选择。在经历噬菌体治疗后,他们可以继续用抗生素来巩固治疗效果。
噬菌体被认为是地球上存在数量最丰富的生命形式,它们几乎无所不在。那么,科学家如何找到正确的噬菌体呢?耶鲁大学副研究员本杰明·陈北美、南美、撒哈拉以南非洲和亚洲各地寻找噬菌体,他说:“我们可以进行有根据的猜测。”
由于噬菌体高度依赖它们的宿主,也就是某些特定的细菌,所以你必须前往你想要杀死细菌所在的地方。例如,如果你想找到能杀死引起霍乱的细菌的噬菌体,就必须前往仍有霍乱爆发的国家,或者没有良好污水处理系统的国家。
你需要取回水样,在实验室中对里面的噬菌体进行基因测序。你可以确定噬菌体是否以及如何附着在导致霍乱的细菌上,然后将其装在小瓶里冷藏,直到将来用于治疗对症病人。
陈教授表示,他们经常去污水处理厂,因为污水中存在很多噬菌体,而且有很多与人类相关的细菌。但在过去的三年里,他注意到人们对噬菌体疗法越来越感兴趣。
在耶鲁纽黑文医院,截至上周,陈教授及其同事已经用噬菌体疗法治疗了16名患者。他说:“这个数字正在快速增长,而且每天都会收到新的治疗请求。”随着潜在病人名单越来越长,他希望在今年年底开始临床试验。
当然,并不是每个申请噬菌体治疗的病人最终都能成功。由于这种治疗方法还没有经过测试,而且存在失败的可能,为此只能小范围应用。每次应用,科学家都必须向FDA证明,其他疗法并没有改善患者的健康状况,并解释噬菌体将如何发挥作用。在紧急情况下,FDA可在数小时内给与批准。
陈教授认为,一旦临床试验完成,噬菌体疗法将变得更受欢迎。他承认,注射从污水中提取出来的病毒可能令人感觉不舒服,但当有人受到可怕感染时,他们会很快克服心理障碍。
噬菌体疗法并非万能良方
但是噬菌体并不能解决所有病人的问题。有些研究人员指出,同样因为噬菌体终生只寄生在一个宿主身上,这种疗法也存在与广谱抗生素不同的限制。要找到针对特定菌种起作用的噬菌体需要很长时间,有时甚至无法及时为患者提供治疗。
另一个障碍是无法吸引制药公司投资于研发。但陈教授表示,他已经收到了大型制药公司的咨询,其中有些公司“目前正在噬菌体领域积极地展开研究工作”。这些公司包括强生和默克等重量级公司。
此外,由于噬菌体疗法所受到的监管方式,这可能会增加或减少公司投资噬菌体疗法的财务激励。目前,还没有全面的监管规定,只有FDA对个别患者的特殊批准或拒绝。
这种疗法在西方非常新颖,以至于很难确定它到底能发挥多大的作用。但随着抗生素耐药性危机的加剧,人们显然对这种替代疗法更感兴趣。
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