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NO.2 噬菌体与细菌到底什么关系?

2025-12-15 14:34:58

中国畜牧兽医报

访谈嘉宾:北京化工大学生命科学与技术学院院长、教授 童贻刚

  访谈人:本报记者 章勇

  记者:有细菌的地方就会有噬菌体的踪影,它们之间是一种什么关系?

  童贻刚:自然界中所有生物都处在一个平衡的生态系统之中。噬菌体和细菌之间的相互关系是一种捕食关系,噬菌体为了生存必须感染细菌,以细菌为食;细菌为了生存就必须拼命抵抗噬菌体的感染。这两种微生物持续相互作用,不断竞争,不断进化。它们在进化过程中会不断生成新的“武器”,有点像“军备竞赛”,谁发展出更厉害的武器,谁就更胜一筹。

  噬菌体与细菌的捕食关系,比如老虎和羊的关系。假设一个环境中只有两种动物:老虎和羊。如果老虎多了,羊就会变少,如果羊变少了,老虎就没得吃,老虎自然也会变少,老虎变少了,羊便又多了起来。这样这两种生命体的数量最终会达到了一种平衡状态。同理,噬菌体也不能把细菌消灭干净,而是会和细菌保持一种平衡关系。

  实际上,噬菌体有两种类型:一种类型是溶原性噬菌体。这种噬菌体感染细菌之后,不会马上发作(即裂解细菌,专业术语称为诱导),而是隐藏在细菌的基因组中,随细菌基因组一起复制,与细菌共存很长时间,但最终它还要通过发诱导产生新的噬菌体后代,裂解释放,然后再去感染新的细菌细胞,这是溶原性噬菌体的一个生命周期。因为溶原性噬菌体寄生需要细菌宿主才能存活,它与宿主形成了共生关系,为了让自己和宿主抵抗各种环境以促进其生存,有些溶原性噬菌体会带有一些毒力基因甚至是耐药基因,起到了“武装”宿主的作用。比如我们仍然记忆犹新的导致2011年德国大肠杆菌疫情的大肠杆菌O104:H4可能就是起源于普通大肠杆菌被携带志贺氏毒素的噬菌体感染。因为溶源性噬菌体在细菌体内不马上诱导裂解,而是与宿主细菌共生,而且时常会携带毒力基因以增强细菌的生存能力,所以在治疗选择上不做考虑。

  另外一种是裂解性噬菌体。这种噬菌体感染细菌之后,会立即大量复制,随后把细菌裂解,释放大量的后代,然后去感染新的细菌。它与溶原性噬菌体最大的不同,在于裂解性噬菌体攻入细菌之后,能快速起作用,消灭细菌。噬菌体治疗一般会选择裂解性噬菌体,但是,当裂解性噬菌体难以获得的时候,也可以将溶原性噬菌体进行基因改造,去除其携带的有害基因(如毒力基因和耐药基因,如果有的话),同时将其与溶原性相关的基因删除,从而将其改造为裂解性噬菌体用于噬菌体治疗。