病毒最出名的就是它们具有攻击性和传染性。
确实,大多数病毒都与宿主存在病原关系——这意味着它们会引起从普通感冒到严重急性呼吸系统综合征(SARS)等严重疾病。它们通过侵入宿主细胞,接管其细胞机制,并释放新的病毒颗粒来感染更多细胞并引起疾病。
但它们并非全是坏的。一些病毒实际上可以杀死细菌,而另一些则可以对抗更危险的病毒。因此,就像有益菌(益生菌)一样,我们体内也有一些有益的病毒。
有益的“噬菌体”
噬菌体(或称“phages”)是感染和破坏特定细菌的病毒。它们存在于消化道、呼吸道和生殖道黏膜中。
黏液是一种浓稠的、果冻状的物质,它能构成一道物理屏障,抵御入侵的细菌,并保护下面的细胞免受感染。最近的研究表明,黏液中存在的噬菌体是我们天然免疫系统的一部分,可以保护人体免受细菌的侵袭。
近一个世纪以来,噬菌体实际上已被用于治疗痢疾、金黄色葡萄球菌引起的败血症、沙门氏菌感染和皮肤感染。早期用于治疗的噬菌体来源包括当地的水体、泥土、空气、污水,甚至受感染患者的体液。这些病毒从这些来源中分离、纯化,然后用于治疗。
随着耐药性感染的不断出现,噬菌体已重新引起人们的关注。最近,据报道,一名英国少年在使用噬菌体成功治疗了一种对抗生素有抗药性的严重感染后,从濒临死亡的边缘获救,这是世界上首例。
如今,噬菌体经过基因工程改造。单个噬菌体菌株会针对目标细菌进行测试,最有效的菌株会被纯化成高效浓度。它们被储存为噬菌体库(混合物),其中包含一种或多种噬菌体菌株,可以靶向多种细菌,或者作为适应性噬菌体,专门靶向特定细菌。
治疗前,会从患者感染部位采集拭子,在实验室培养以鉴定细菌菌株,并与治疗性噬菌体库进行测试。治疗可以通过口服、直接涂抹在伤口或细菌病变处,甚至喷洒在感染表面来安全进行。静脉注射噬菌体的临床试验正在进行中。
有益的病毒感染
年幼时期的病毒感染对于确保免疫系统的正常发育至关重要。此外,免疫系统会不断受到低水平全身性病毒的刺激,足以产生对其他感染的抵抗力。
我们遇到的一些病毒可以保护人类免受其他致病病毒的感染。
例如,潜伏期(无症状)的疱疹病毒可以帮助人体自然杀伤细胞(一种特定的白细胞)识别癌细胞和其他被致病病毒感染的细胞。它们为自然杀伤细胞配备了抗原(一种可能引起人体免疫反应的异物),使它们能够识别肿瘤细胞。
这既是病毒在宿主体内生存更长时间的策略,也是清除竞争性病毒以防止它们损害宿主的策略。未来,这些病毒的改良版本可能被用于靶向癌细胞。
C型 Pegivirus 或 GBV-C 是一种不引起临床症状的病毒。多项研究表明,感染 GBV-C 的 HIV 患者比没有感染的患者寿命更长。该病毒通过阻断病毒进入细胞所需的宿主受体来减缓疾病进展,并促进病毒检测干扰素和细胞因子的释放(由白细胞产生的蛋白质,可激活炎症和清除受感染的细胞或病原体)。
在另一个例子中,研究表明,当小鼠接受抗生素治疗时,诺如病毒可以保护肠道。抗生素杀死的小鼠肠道菌群使其易受肠道感染。但在没有益生菌的情况下,这些诺如病毒能够保护它们的宿主。
治疗性病毒的未来
现代技术使我们能够更深入地了解构成人体微生物群落的复杂性。除了有益菌,我们现在知道肠道、皮肤甚至血液中都存在有益病毒。
我们对这种病毒成分的理解仍处于起步阶段。但它在帮助我们理解病毒感染,以及更重要的是,如何对抗有害病毒方面具有巨大潜力。它还可以阐明人类基因组的进化、遗传性疾病以及基因疗法的发展。
Cynthia Mathew 是堪培拉大学的研究助理。本文最初发表在The Conversation。