摘要：随着抗生素在各领域广泛应用，致病菌对大多数抗生素产生抗性，细菌耐药性的出现使抗生素的效果越来越不明显。噬菌体作为新的抗菌制剂在细菌性感染的治疗方面具有抗生素无法比拟的优势，可以显著高效地提高细菌感染动物的存活率，近年来在畜禽疾病防控及人医上都有愈加深入的研究及应用，成为细菌性疾病防治新突破。本篇主要综述了噬菌体的抗菌及防治细菌性疾病的作用机理，噬菌体治疗技术的研究、发展及应用，以及其现有进展与对该领域未来发展方向的展望等等。
关键词：噬菌体；生物学特性；噬菌体治疗；细菌感染
Abstract： With the wide application of antibiotics in various fields， pathogenic bacteria are resistant to most antibiotics， and the emergence of bacterial resistance makes the effect of antibiotics less and less obvious. As a new antibacterial preparation， phage has the advantage that antibiotics can’t be compared in the treatment of bacterial infections， and can significantly improve the survival rate of bacteria-infected animals. In recent years， there has been more in-depth research on prevention and control of livestock diseases and human medicine. And application， a new breakthrough in the prevention and treatment of bacterial diseases. This article mainly reviews the antibacterial and antibacterial mechanism of bacteriophage， the research， development and application of phage therapeutic technology， as well as its current progress and prospects for the future development of the field.
Key words： phage； biological characteristics； phage therapy； bacterial infection
一、噬菌体的生物学特性
噬菌体能够感染细菌、真菌、放线菌等微生物，病毒属。Brussow 等[1]研究显示：噬菌体在自然界中约有1032个存在，数目庞大。其生活周期过程呈现 2种类型，烈性和温和噬菌体。噬菌体在侵袭细菌的过程中还表现出很独特的专一性，一种噬菌体往往只侵染一种细菌或某一菌株，而对哺乳类动物细胞无任何影响。此外，其裂解细菌的效率非常高，效能十分惊人[2]。
二、噬菌体治疗技术
（一）噬菌体治疗的作用机理
不同类噬菌体生物学特性不同，通常情况下对噬菌体作用机理的阐述从烈性噬菌体展开。研究发现，溶菌周期的差异不影响噬菌体对细菌的破坏，一类是吸附注入，即以细菌的表面蛋白作为受体吸附到细菌上或利用溶菌酶降解细菌表面荚膜样物质达到细菌细胞壁。一类是溶菌，该过程由噬菌体中专一溶解基因编码的特异性蛋白或噬菌体自身蛋白介导的溶解系统来完成。
（二）噬菌體治疗必要性及优势
抗生素的滥用使越来越多的致病菌产生抗性，耐药性问题日趋严重，现代畜牧业、医学兽医学界面临巨大挑战。噬菌体治疗方法的出现及时地为这一问题带来新机遇，这种方式十分必要，也具有无与伦比的优越性：噬菌体宿主谱窄；有宿主特异性，只破坏目标菌而不会破坏菌群平衡；随宿主死亡而死亡，不会有噬菌体残留；增殖很快；未发现严重的副反应；研制速度快，制剂获取较方便，价格低廉等等。
（三）噬菌体治疗局限
目前，噬菌体治疗细菌性疾病技术效果显著但不成熟，完全安全代替抗生素，还需大量研究成果作为支撑，总体存在许多局限：宿主范围窄，应用范围小；只作用特异病原；稳定性差；作用机制不明；噬菌体携带的一些毒素基因可能带来不利影响，研究[3]表明：细菌还存在多种抵抗机制，如吸附抑制、流产感染和溶原状态的建立等。
三、噬菌体治疗应用
（一）应用及进展
1.畜禽生产
在禽类养殖业大肠杆菌病、沙门菌病、禽霍乱等细菌性疾病的发生概率较高且造成较高致死率，每年造成巨大的经济损失。利用噬菌体治疗细菌性禽病具备理论与试验基础，是解决这一问题的良好途径[4]。
Barrow[5]等对由致病性大肠埃希菌K1引起的家禽败血症和脑膜炎的效果研究以及Atterbury[6]等对噬菌体清除34日龄肉鸡体内沙门菌的效果研究，均表明噬菌体能够显著清除有害菌。噬菌体在禽类疾病控制方面获得了许多成果。
2.家畜
家畜细菌性疾病众多种类中，以大肠埃希菌引起的疾病最为广泛与常见。Wall[7]等研究噬菌体对猪沙门菌的控制作用中认为适量噬菌体制剂可有效控制仔猪消化道沙门菌数量。李陇平等[8]对金黄色葡萄球菌与奶牛乳房炎的研究也有突破。
3.人医临床应用
早期临床研究表明噬菌体的使用未产生明显副作用。无论是东欧地区的临床治疗实践，还是欧美等国开展的安全性研究均表明噬菌体具有较高的临床安全性。对免疫功能不全患者的使用也未发现副作用[9]。
（二）实际应用安全性質疑
对噬菌体应用安全性的质疑，主要集中如下： 是否感染人体细胞；是否对人体有毒理作用； 是否破坏正常菌群； 是否引发内毒素血症。
从理论上来说病毒具有严格的宿主特异性，通常认为噬菌体不会感染人或动物细胞。不少如Hwang [10]，Biswas[11] 等的报道也是如此。但上述研究多以疗效评价为主要目的，缺少系统规范性，用药者本身体质状况不同也有影响。现阶段仍存在安全质疑。[12]
（三）噬菌体疾控治疗相关优化方法
噬菌体疾控治疗存在不少威胁，但相应也发展出了不同的优化方法例如筛选、稳定并纯化裂解效果好的噬菌体使其商品化；制混合制剂（鸡尾酒）；提取裂解酶纯化利用；噬菌体改造技术等等。
值得一提的是噬菌体改造技术，包括体内同源重组、酵母改造系统、合成噬菌体等方法。体内同源重组指两条不同的含有一段23 bp以上同源序列的DNA链同源重组并人为进行插入、敲除或替换操作。合成噬菌体：直接合成则省略了改造、重组和筛选等诸多程序，在碱基水平直接合成目的噬菌体[13]。酵母改造系统在这里不作过多解释。
四、展望
抗生素的耐药性及治疗效果问题愈加严重，人们正加急找寻其可靠替代品。噬菌体以其各方面的优越性被一些著名的科学家、医药公司及企业所关注，被认为是替代抗生素的首选。毫无疑问噬菌体治疗细菌性疾病的应用将会不断取得突破，越来越多噬菌体产品会走向市场[14]，逐步替代抗生素。
参考文献：
[1] Brussow H， Kutter E. Phage ecology. In： Kutter E， Sulak- velidze A， editors. Bacteriophages： biology and applica- tions. Boca Raton， FL： CRC Press， 2005， pp. 129−163
[2] 李菁华， 孙延波. 噬菌体疗法在耐药性细菌感染中应用的研究进展[J] . 生命的化学， 2013， 39（3）： 632
[3] Harper DR， Morales S. Bacteriophage therapy： practicabilityand clinical need meet in the multidrug- resistance era [J] . Future Microbiology， 2012， 7（7）： 797- 799
[4] 宋亚雄， 王丽丽， 李晓宇等. 噬菌体在畜禽细菌性疾病控制中应用研究进展[J] . 动物医学进展， 2016， 36（3）： 91- 94
[5] Barrow P， Lovell M， Berchieri A， Use of lytic bacteriophage for control of experimental Escherichia coli septicemia and meningitis in chickens and calves[J] . Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology， 1998， 5（3）： 294- 298
[6] Atterbury R J， Van Bergen M A P， Ortiz F， et al. Bacterio- phage therapy to reduce Salmonella colonization of broiler chickens [J] . Applied and Environmental Microbiology，， 2007， 73（14）： 4543- 4549
[7] Wall S K， Zhang J， Rostagno M H， et al. Phage therapy to reduce preprocessing Salmonella infections in market weight swine[J] . Applied and Environmental Microbiology， 2010， 76（1）： 48- 53
[8] 李陇平.奶牛乳房炎病原菌噬菌体的筛选和预防应用研究[D] . 陕西杨凌：西北农林科技大学， 2011
[9] 姜焕焕， 安小平等. 噬菌体治疗细菌性感染的进展[J] . 中国生物工程杂志， 2010， 30（12）： 116- 122
[10] Hwang J Y， Kim J E， Song Y J， et al. Safety of using Escherichia colibacteriophages as a sanitizing agent based on inflammatory responsesin rats[J]. Food Science and Biotechnology， 2016， 25 （ 1 ） ： 355-360
[11] Biswas B， Adhya S， Washart P， et al. Bacteriophage therapy rescuesmice bacteremic from a clinical isolate of vancomycin- resistantEnterococcus faecium[J] . Infection and Immunity， 2002， 70 （ 1 ） ： 204- 210
[12] 韩 晗， 李雪敏， 王爽等. 噬菌体作抗菌剂使用的安全性评价研究进展[J] . 江苏农业科学， 2017， 45（22）： 19- 20
[13] 谢晓渝， 乐率. 噬菌体遗传改造技术研究进展[J] . 生命的化学， 2017， 37（2）： 172- 173
[14] 王盛， 童贻刚. 噬菌体治疗研究进展[J] . 微生物学通报， 2009， 36（7）： 1020- 1021
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