噬菌体攻击细菌
对人类来说，细菌亦敌亦友，它们会导致感染和疾病，也会帮助我们减掉一身肥肉，甚至与我们一起“战痘”。当然在微生物中，并不只有细菌和人类有这样纠结的关系，一项新的研究发现，病毒也一样。科学家们首次发现，病毒能够帮助人体抵御入侵的微生物。
我们人类抵御细菌入侵的一道重要防线是黏液。这些附着在我们口腔、鼻腔、眼睑以及消化道上的黏糊糊的物质为我们建立了一道防御墙。
美国圣地亚哥州立大学的微生物学家Jeremy Barr认为黏液是一种复杂而神奇的物质。黏液的稠性源自于黏蛋白，这种蛋白质就像是一个瓶刷，中心是蛋白质骨架，外周就是“刷毛”般的糖分子串。在黏蛋白之间是各种营养物质和化学物质组成的流体，作用是保持聚拢细菌但又不会让细菌之间过于接近。诸如细菌等微生物存在于表面，而黏液则靠近产生它们的细胞，几乎是无菌的。
黏液同时也是噬菌体——感染并杀死细菌的病毒——的根据地。在有细菌存在的地方都可以找到噬菌体，不过Barr和他的同事发现，黏液中的噬菌体的数量要比几毫米外无黏液处的噬菌体数量多得多。例如，在牙龈周围的唾液中，噬菌体与细菌的比例是5：1，而在牙医本身的黏膜表面，这个比例是40：1。这种现象激起了科学家的疑问：这些噬菌体的作用是什么？
为了找到答案，Barr和他的同事们在实验室中培养人类肺组织用于研究——肺也是一种有黏液保护的器官。在这项研究中，研究人员预备了两种肺组织培养物，一种是正常肺组织，一种是被敲除了产黏液能力的肺组织。当往这两类肺组织培养物种加入大肠杆菌进行过夜培养时，两类肺组织培养物中的细胞均有一半发生死亡，是否存在黏液对细胞的存活并无影响。但是当研究人员加入可感染大肠杆菌的噬菌体后，可正常产生黏液的肺细胞的存活率大大提高。这种差异说明，噬菌体杀死了有害细菌。不过还不清楚它们是否帮助或伤害有益细菌，这可能取决于噬菌体的类型。
通过一系列的相关实验，研究人员发现噬菌体上镶嵌有类似抗体的分子，可抓取黏液上的糖链。这使得噬菌体可停留在黏液中并接触到细菌，同时也说明这些病毒与产黏液的组织彼此之间是相容的。
黏液覆盖表面并不是人类所独有的现象，而是存在于整个动物世界中。例如，黏液可以保护鱼、蠕虫、珊瑚的全身。而具有保护作用的噬菌体也同样普遍存在：Barr和他的同事在他们采集的各物种中都发现了大量噬菌体的存在。“它是一种新型的免疫系统，我们认为这种免疫系统适用于所有的黏液表面，是噬菌体与宿主间直接共生的例证之一。”
在这项研究中，研究人员选择了特定的噬菌体与细菌进行研究。不过动物宿主很可能会选择特定的噬菌体来控制特定类型的细菌——例如通过分泌含有可供特定噬菌体识别的糖类的黏液的方式。在接下来的研究中，研究人员将研究在所有真实的生物体中，这种黏液表面中的共生关系是如何发挥作用的。
黏膜生物学家Michael McGuckin说，这是微生物-宿主关系的一种新颖的呈现。他认为这一发现将为理解炎症性肠病提供新的视角。在我们的肠道中存在由数百种细菌构成的生态系统，但是炎症性肠病患者的肠道内由于存在不同的优势菌群而导致这种生态系统崩溃。这些疾病（包括克罗恩病和溃疡性结肠炎）还表现出肠道内黏液层的破坏。他说，这一新研究说明以噬菌体为基础的免疫力的失效可能与这些症状有关。
McGuckin对噬菌体帮助我们选择体内细菌类型的观点很感兴趣。“对于这种系统是如何控制肠道内微生物群落的还有许多要搞清的问题，越来越多的研究已经证实肠道内的微生物群落在肥胖和糖尿病，以及各种人体疾病中起到重要作用。”
理论上讲，设计一种与黏液相容的噬菌体用来治疗感染或改变机体内的微生物平衡也是可行的，尽管这种可能性还比较遥远。Barr认为这项研究“让我们重新审视噬菌体的作用。希望能促使人们思考噬菌体的作用以及如何利用噬菌体帮助我们对抗疾病。”
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