一项由纽约大学格罗斯曼医学院、牛津大学和耶鲁大学研究人员合作的研究揭示了多种竞争性噬菌体在一个基因一致的大肠杆菌群体中能够稳定共存的现象。该研究发表于2024年12月13日的《Science》期刊,题为“Diverse phage communIT(http://www.maoyihang.com/sell/l_25/)ies are maintained stably on a clonal bacterial host”。
研究发现,不同噬菌体物种通过偏好感染生长速率不同的细菌细胞,在同一宿主上找到了各自的生态位,从而避免直接竞争并实现了共存。例如,噬菌体N倾向于感染快速生长的细菌细胞,而噬菌体S则更适应缓慢生长的细胞。这种机制允许多个噬菌体物种在同一细菌群体内长期存在。
这项研究对于噬菌体疗法的发展具有重要意义。噬菌体疗法旨在克服抗生素治疗中存在的耐药性问题,即抗生素可能杀死大部分细菌但留下抗性菌株。相比之下,噬菌体疗法可以通过设计针对细菌生命周期不同阶段的噬菌体组合(噬菌体鸡尾酒),来确保对整个细菌群体的有效杀灭,减少耐药性的产生。
论文共同通讯(http://www.maoyihang.com/sell/l_25/)作者Jonas Schluter博士实验室的Nora Pyenson博士指出:“理解多种噬菌体如何在同一细菌中随时间存活,有助于设计下一代噬菌体鸡尾酒疗法。”她还提到,噬菌体疗法尚未广泛应用于临床,部分原因是过去尝试中的单个噬菌体未能彻底清除目标细菌或因为细菌进化出对噬菌体的抵抗性。
研究团队正在探索噬菌体在人类和小鼠肠道生态系统中的作用,并致力于预测噬菌体给送的效果,以开发普遍适用的噬菌体疗法。这将不同于目前需要为每个患者量身定制噬菌体疗法的情况。
这项研究也强调了病毒社会生活的概念,表明即使是最简单的生物系统中也能观察到多样性。噬菌体群落在维持健康肠道微生物组方面扮演着重要角色,异常的噬菌体混合物与败血症等疾病相关联。Schluter博士表示,这项研究标志着我们对噬菌体生态学理解的重大转变,为未来噬菌体疗法的设计提供了新的视角。