食源性細菌導致的疾病暴發(fā)的后果可大可小。目前,研究人員正在尋找新方法保障食品安全,其中之一就是用病原體消滅病原體。
噬菌體是一種以細菌為攻擊目標的病毒。長期以來,這些噬菌體與細菌同時進化,逐漸成為捕獵細菌的“好手”。
目前,一種溶解性噬菌體得到了科學家的濃厚興趣。這種病毒會將自己的DNA注射到細菌中,然后“挾持”細菌的細胞機器,從而產(chǎn)生新的病毒副本。而這些病毒副本最終會沖破細菌的細胞膜,殺死它們,并會攻擊附近的細胞。
近日,美國印第安納州普渡大學西拉法葉校區(qū)研究人員,開發(fā)出一種能非常有效地抵抗大腸桿菌O157:H7的噬菌體混合物。O157:H7是一種大腸桿菌源性志賀毒素,能導致嚴重胃痙攣、腹瀉、嘔吐和尿路感染,可由肉類、水果、蔬菜和某些奶制品攜帶,雖然通常是表面污染物,但當肉類制品絞碎時就可以變成內(nèi)在病原。據(jù)統(tǒng)計,2000年至2008年間,這種大腸桿菌在美國導致了6.3萬例病例,2138位患者住院治療。
研究人員將3種噬菌體按比例調(diào)和在一起,并將該混合物用于碎牛肉或菠菜上。結(jié)果顯示,該混合物消滅了在室溫下儲存的菠菜上99%的大腸桿菌O157:H7。而且,研究人員發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果也出現(xiàn)在冷凍和室溫環(huán)境中的牛肉上。相關論文日前在線發(fā)表于《動物科學雜志》。
雖然,該結(jié)果激動人心,但卻并不新穎。實際上,噬菌體生物防治產(chǎn)品已經(jīng)商業(yè)化。Intralytix公司的ListShield就已獲批上市。該產(chǎn)品針對李斯特菌,能直接用于宰殺好的家禽肉。
“但目前它還未被廣泛應用,雖然接受度和銷量都在穩(wěn)定增長,但去非常緩慢。”Intralytix公司首席科學家Alexander Sulakvelidze說,“假如你喜歡的話,可以認為它是一種微生物,否則被放入病毒的食物可能會讓人難以下咽。”
不過,噬菌體對人類是無害的,它們只針對細菌。而且,它們也不可能進化成能導致人類和動物患病的病毒。另一方面,細菌卻是高毒性的。
“噬菌體不是人類病原菌,而細菌則會使人生病。”該研究負責人、普渡大學動物學教授Paul Ebner說。
Sulakvelidze補充道,噬菌體生物防治產(chǎn)品是化學清洗和照射的替代方法。目前,即食食物產(chǎn)品通常使用這兩種化學方法殺菌。但噬菌體更特殊:通常一種噬菌體只針對一種病原體。它們能殺死致病的“壞”細菌,而原封不動地留下自然存在的“好”細菌,從而使食物更有營養(yǎng)。
此外,研究人員還調(diào)查了借助噬菌體治療家畜細菌感染的方法。但Sulakvelidze表示,這些療法的結(jié)果至今尚不清晰。不過,如果噬菌體療法成功,將能極大減少家畜抗生素使用,并潛在地排除食物對利用噬菌體進行處理的需要。
自然,相關研究也能推動人們發(fā)現(xiàn)適用于治療人類細菌感染的噬菌體。目前,抗生素耐藥性已成為全球性問題。美國疾病控制和預防中心數(shù)據(jù)顯示,“美國每年至少有200萬人感染耐藥細菌,其中2.3萬人因這些感染去世”。
噬菌體是一種有希望的替代物。“在上世紀二、三十年代,噬菌體療法是個大熱門。”未參與該研究的得州農(nóng)工大學微生物學家Jason Gill說。
自那時起,研究人員就展開的大量噬菌體研究。在上世紀40年代,盤尼西林上市后,噬菌體療法被拋棄。但現(xiàn)在,很多細菌對一種或多種抗生素產(chǎn)生耐藥性,于是,噬菌體“東山再起”。
當然,細菌也會對噬菌體逐漸有抵抗力。但一種細菌通常只能對1~2種噬菌體產(chǎn)生抗性,因此,研究人員選擇使用噬菌體混合物。Gill和Ebner都認為,一種細菌對多種噬菌體產(chǎn)生抗性的幾率極低。
但噬菌體療法用于人體仍存在很多障礙, 相關條例也讓噬菌體難以申請專利。而Gill表示,在自然界中找到一個相似噬菌體也相對容易。
另外,從經(jīng)濟角度考慮,噬菌體臨床試驗需要數(shù)百萬美元,許多藥企不愿投資。
不過,Ebner表示,這些擔憂為時過早,因為科學家還不清楚這實驗室結(jié)論被搬到復雜現(xiàn)實環(huán)境后將怎樣,例如豬的消化系統(tǒng)中。
無論如何,噬菌體研究充滿希望。“它們在自然界中豐富存在,而我們只需要控制其抗菌過程。”Ebner說。