厲害了，病毒里也有我們的朋友！｜給少年的科學前沿
那些侵入人體引起疾病的細菌是我們的敵人，通常情況下，抗生素藥物可以殺死致病菌，治愈疾病。但有時候某些致病菌會產生抗藥性，抗生素藥物無法殺死它們。這種情況下，我們的敵人細菌就變得更加危險。
撰文 Diana Gutiérrez, Lucía Fernández, Beatriz Martínez, Ana Rodríguez and Pilar García（西班牙高等科學研究院，阿斯圖里亞斯乳制品協(xié)會）
翻譯 瑪雅藍
編輯/校對 李娟
小黑板
細菌：很小的微生物，可能對人體有益，也可能對人體有害。
病原體：能夠引發(fā)疾病的微生物。
抗生素：能夠殺死細菌的化合物。
超級細菌：對多種抗生素具有抗藥性的細菌。
噬菌體：需要依靠細菌進行增殖的一類病毒。
病毒：已知的最簡單的微生物。
噬菌體是一類能夠感染細菌的病毒，但對人體無害。它們可以鉆進細菌里繁衍，不斷復制遺傳物質，最終破壞細菌，并釋放出新的噬菌體。這就是噬菌體殺死細菌的過程。接下來，讓我們了解一下，如何用噬菌體來清除有害菌或者治療感染性疾病。
能抵御抗生素的危險細菌
細菌的細胞很小，只有在顯微鏡下才能看到。在人體的不同部位，生活著很多非常重要的有益菌。例如，皮膚上的有益菌能保護我們的皮膚不受壞細菌的侵擾；腸道里的有益菌有助于消化食物。那些有害健康、引發(fā)疾病的壞蛋細菌被稱為病原菌。因為細菌感染得病就醫(yī)，醫(yī)生可能會開口服的抗生素藥物，或者會給你來上一針。
抗生素是一類化合物。近一個世紀以來，抗生素被用來治療人和動物的細菌感染。與此同時，細菌也在進化，如同身處一場看不見硝煙的戰(zhàn)爭中，細菌在不斷地尋找掩護來逃開抗生素的威脅。當細菌受到子彈（抗生素）攻擊時，如果其中某個細菌能找到盾牌保護自己，它就能活下來（圖1）?；钕聛淼募毦L增殖所得到的后代，同樣具備抵抗抗生素攻擊的能力。
所以，如果你生病了，一定要把醫(yī)生開的藥全部吃完，就算病情好轉也得繼續(xù)鞏固幾天。這很重要，目的是不能讓戰(zhàn)場上留下“生還者”。抗生素藥物殺不死的細菌又叫超級細菌。超級細菌非常危險，因為我們沒有武器來對抗它們。而且這些抗藥菌有傳染性，可能在人群中造成疾病的爆發(fā)和流行，甚至可能在動物中傳播。如今，已經有大量細菌對不同的抗生素產生了抗藥性，嚴重威脅著全世界的人們的健康。
圖1. 能引發(fā)疾病的致病菌叫做病原菌。細菌疾病可以用抗生素進行治療。抗生素能殺死大部分細菌，但某些產生抗藥性的細菌能存活下來，它們被稱為“超級細菌”。“超級細菌”通過復制遺傳物質而增殖，它們的后代細菌也全都具有抗藥性。
如何與抗藥菌作戰(zhàn)？
為了避免出現更多的抗藥菌，主要的方案就是正確使用抗生素。要嚴格遵醫(yī)囑，除非醫(yī)生在處方中明確要求服用抗生素，否則不必服用，這非常重要。此外，為了恰當地使用抗生素，還需要找到新的策略來打敗細菌，尤其是抗藥菌。幸運的是，大自然中就有這樣的微生物，它們在與細菌的斗爭中已經功成名就，那就是噬菌體。
噬菌體是啥？
噬菌體是眾多病毒當中的一種。病毒是最簡單的生命形式。某些病毒能夠感染動物、植物或人體，還有一些病毒能夠感染細菌，它們被稱作噬菌體。
病毒是很小很小的微生物，需要放大倍數很高的特制顯微鏡才能被觀察到（見圖2）。雖然我們看不見，但事實上有數十億噬菌體在我們周圍存在著。噬菌體的數量龐大，它們生活在土壤里、海洋中或人體內，可以說無處不在，與我們的日常生活息息相關。比如，我們每天隨著食物就會吃下很多細菌和噬菌體！
圖2. 顯微鏡下的噬菌體
不過，不用擔心，噬菌體不會傷害我們，也不會傷害動物和植物。噬菌體只對細菌有害，因為它們需要利用細菌進行生長增殖。噬菌體的增殖過程叫做裂解周期，這個過程非常迅速，甚至只需要30分鐘就能完成一次裂解增殖。那么，在這一過程中，細菌內部究竟發(fā)生了什么呢？如圖3所示，大概有三個不同階段（見圖3）。在裂解周期的最后階段，細菌嗚呼喪命。所以說，噬菌體是細菌天然的敵人。
在大自然中，要維持微生物生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉，細菌和噬菌體都不可或缺。就像動物界，捕食者（狐貍）和獵物（野兔）在同一個地方共同生活，只是彼此敵對。
圖3. 噬菌體的繁殖過程。第一步：一個噬菌體遇到了細菌，就附在上面。第二步：噬菌體的遺傳物質進入細菌，不斷復制，制造出新的噬菌體。第三步：細菌中擠滿了噬菌體，把它撐爆啦！
噬菌體可以為我所用嗎？
當然。我們能利用噬菌體殺死壞細菌，就好像使用抗生素一樣，而且噬菌體還具備抗生素沒有的優(yōu)點。例如，抗生素通常能夠殺死不同種類的細菌，但噬菌體一般只攻擊一種細菌。因此，噬菌體能殺死壞細菌，而不影響有益菌。這正是我們所需要的，我們并不希望清除所有的細菌，只想除掉那些“壞家伙”。
在把噬菌體作為藥物使用前，需要對噬菌體進行研究，以確保它們的安全性。不少科學家正在進行這方面的研究工作，并發(fā)現了噬菌體的其他作用。比如，可以利用噬菌體清潔醫(yī)院或者工業(yè)場所，因為它們和消毒劑一樣能殺死討厭的細菌?；蛟S，我們還能把噬菌體加入食物中，使它們發(fā)揮像化學防腐劑一樣的作用。如果有壞細菌污染了食物，食物里的噬菌體就會逮著它。在這場捉迷藏似的游戲里，噬菌體是當之無愧的大贏家。
現在，你相信噬菌體是對抗壞細菌的有力武器了嗎？
參考文獻：
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[3] García, P., Martínez, B., Obeso, J. M., and Rodríguez, A. 2008. Bacteriophages and their application on food safety. Lett. Appl. Microbiol. 47:479–85. doi:10.1111/j.1472-765X.2008.02458.x
審稿人：
Anjishnu（9歲）：你好，我叫Anjishnu，我住在圣地亞哥，讀四年級。我喜歡寫作和閱讀，是數學粉，對自然科學也很狂熱。我喜歡讀和汽車或者其他交通工具有關的書。我喜歡打網球，彈吉他。長大后我想成為發(fā)明家，發(fā)明能夠使我們更健康、使世界更安全的東西。另外，我在試著了解時間旅行的可能性。
本文譯自Frontiers for Young Minds網站。
原文標題：Bacteriophages: The Enemies of Bad Bacteria Are Our Friends!
原文鏈接：https://kids.frontiersin.org/article/10.3389/frym.2016.00030
Copyright Policy：CC BY 3.0
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