噬菌体大战假单胞菌:当病毒之间也开始内卷
提到噬菌体,你可能想到的是“以菌为食”的微型战士。但你知道吗?这些病毒之间也会上演“宫斗大戏”——尤其是在它们联合出击同一个宿主时。最近的一项研究揭示了两种嗜假单胞菌的烈性噬菌体(JG005 和 JG024)在感染过程中展开了“内部竞争”,并在不同的细菌生长状态(游离状态、生物膜状态和人体细胞感染模型)中上演了一场复杂的多方博弈。
研究者发现,当JG005和JG024单独感染时,它们都能有效地杀死铜绿假单胞菌。但当两者联手时,JG005表现得更“强势”——不仅复制速度快,还抢占资源,直接抑制了JG024的扩增。这种“抢饭吃”的现象在病毒界称为“超感染排斥”(superinfection exclusion)。
在自然环境和人体中,细菌通常以“生物膜”形式生存,这是一种黏黏的防护罩,能有效阻止抗生素和噬菌体的入侵。在实验中,两种噬菌体在生物膜中面临了巨大挑战:只在早期有抑菌效果,但24小时后,假单胞菌迅速“反扑”,抵抗效果明显。而在联合使用抗生素美洛培南时,情况才有所好转。
研究还发现,如果先给JG024两小时“热身时间”,再让JG005出场,JG024的表现就不会那么“被压制”。这说明:噬菌体治疗的效果不仅与“用什么”有关,还要看“怎么用”。
在连续攻击中,细菌并不是完全“被动挨打”的对象。研究发现,它们会通过突变改变外膜结构,尤其是参与LPS(脂多糖)合成的关键基因,产生对噬菌体的交叉耐药性。这种耐药变异甚至还影响到了噬菌体彼此之间的竞争格局。
这项研究提醒我们:噬菌体联合使用时,不能“胡乱配对”,需要考虑它们之间是否“相爱相杀”;生物膜的存在会显著削弱治疗效果,需联合抗生素甚至纳米技术对其“开锁”;使用噬菌体的先后顺序,可能影响治疗结果和抗性发展的风险。所以,未来的噬菌体治疗不仅仅是“放毒杀菌”那么简单,更像是一场精心策划的战术对决——在复杂的生物环境中精准出击,才能让“病毒猎手”真正大显身手!
参考来源:
Magdalena Bürkle, Imke H E Korf, Anne Lippegaus, et al. Phage–phage competition and biofilms affect interactions between two virulent bacteriophages and Pseudomonas aeruginosa. The ISME Journal, 19(1), 1751-7362. DOI: 1751-7362
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