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如果你認(rèn)為你自己沒(méi)有病毒,那么請(qǐng)?jiān)傧胍幌搿?/span>
這可能是很難理解的:人體被大量的微生物所占據(jù),這些微生物通常被稱為我們的微生物組(microbiome),自從人類早期就與我們一起進(jìn)化。科學(xué)家們近才開(kāi)始對(duì)微生物組進(jìn)行定量檢測(cè),并發(fā)現(xiàn)它至少存在38萬(wàn)億個(gè)細(xì)菌[1]。或許更有趣的是,細(xì)菌不是生活在我們的體內(nèi)和體表上的豐富的微生物。病毒才是如此。
我們體內(nèi)外的每個(gè)表面都被微生物---細(xì)菌、病毒、真菌和很多其他的微觀的生命形式---覆蓋著。圖片來(lái)自vrx/Shutterstock
據(jù)估計(jì),我們的身體中有380萬(wàn)億多個(gè)病毒[2],這些病毒群體統(tǒng)稱為人體病毒組(human virome)。不過(guò)這些病毒并不是你經(jīng)常聽(tīng)到的危險(xiǎn)病毒,比如導(dǎo)致流感或普通感冒的病毒,或者像埃博拉病毒或登革熱病毒那樣的更險(xiǎn)惡的病毒。很多病毒能夠感染生活在你體內(nèi)的細(xì)菌,它們被稱為噬菌體。人體是噬菌體的滋生地,而且盡管它們很豐富,但是我們對(duì)身體中的它們和任何其他的病毒的作用都知之甚少。
附著到細(xì)菌細(xì)胞壁上的多個(gè)噬菌體的透射電子顯微圖,圖片來(lái)自Dr. Graham Beards, CC BY-SA。
作為一名研究人類微生物組的醫(yī)生科學(xué)家,我專注于病毒研究,這是因?yàn)槲蚁嘈爬眉?xì)菌的天然捕食者的力量將教會(huì)我們?nèi)绾晤A(yù)防和對(duì)抗細(xì)菌感染。人們可能想當(dāng)然地認(rèn)為,如果病毒是體內(nèi)豐富的微生物,那么它們將成為大多數(shù)人體微生物組研究的目標(biāo)。但是這種假設(shè)是非常錯(cuò)誤的。迄今為止,對(duì)人體病毒組的研究滯后于對(duì)細(xì)菌的研究,我們?nèi)缃癫艅倓偘l(fā)現(xiàn)了它們的一些基本的特征。這種滯后是由于科學(xué)家花了很長(zhǎng)時(shí)間才認(rèn)識(shí)到人體病毒組的存在,以及缺乏標(biāo)準(zhǔn)化和復(fù)雜的工具來(lái)破解人體病毒組中到底有什么。
關(guān)于病毒組的信息(The 411 on the virome, 注:411指的是美國(guó)電話查詢號(hào)碼,這里指有關(guān)某人或某事的信息)
這是我們迄今為止了解到的一些知識(shí)。人體中的細(xì)菌并不喜歡生活在它們內(nèi)部和周圍的許多噬菌體。事實(shí)上,它們產(chǎn)生了CRISPR-Cas系統(tǒng)---人類如今已將它用于編輯基因[3]---來(lái)讓它們自己擺脫噬菌體或*阻止噬菌體感染[4]。為什么?這是因?yàn)槭删w會(huì)殺死細(xì)菌。它們會(huì)接管細(xì)菌中的分子機(jī)器并迫使它們產(chǎn)生更多的噬菌體,而不是產(chǎn)生更多的細(xì)菌。當(dāng)這一切完成后,它們會(huì)從細(xì)菌中爆裂出來(lái)并將其摧毀。后,噬菌體位于我們的身體表面,等待著細(xì)菌獵物的出現(xiàn)[5]。它們實(shí)際上就是細(xì)菌跟蹤狂。
很明顯,每天每分鐘都有噬菌體和細(xì)菌之間的戰(zhàn)爭(zhēng)在我們的身體上展開(kāi),而且我們不知道誰(shuí)會(huì)贏,也不知道這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的后果可能是什么。
病毒可能棲息在人體內(nèi)外的所有表面上。在研究人員在人體內(nèi)觀察到的任何地方,都能發(fā)現(xiàn)病毒的蹤跡。血液中存在病毒嗎?存在。皮膚上存在病毒嗎?存在。肺部中存在病毒嗎?存在。尿液中存在病毒嗎?存在。等等。簡(jiǎn)而言之,當(dāng)談及病毒在人體中存在的地方時(shí),相比于問(wèn)它們?cè)谀男┑胤酱嬖赱6],弄清楚它們?cè)谀男┑胤讲淮嬖谑且粋€(gè)好得多的問(wèn)題。
病毒具有傳染性。但是我們常常認(rèn)為噬菌體不容易傳播。研究人員已證實(shí)僅與某人生活在一起,就能夠快速地傳播你體內(nèi)的噬菌體到對(duì)方身上[7]。如果我們不知道細(xì)菌和病毒在我們身體中的持續(xù)戰(zhàn)斗的后果是什么,那么考慮到你體內(nèi)的細(xì)菌和病毒之間的爭(zhēng)斗以及它們隨后會(huì)傳播到包括你的配偶和你的室友在內(nèi)的任何人,甚至你的狗中,事情將會(huì)變得更加復(fù)雜。
病毒讓我們保持健康?
終,我們需要知道人體內(nèi)所有這些病毒的作用,并弄清楚我們是否能夠利用我們的病毒組來(lái)促進(jìn)我們的健康。但是,目前可能還不清楚為什么沒(méi)有人會(huì)相信我們的病毒組可能是有益處的。
這可能似乎是違反直覺(jué)的,但是破壞我們體內(nèi)的細(xì)菌可能對(duì)我們的健康是有害的[8]。比如,當(dāng)我們體內(nèi)的健康細(xì)菌群落受到抗生素使用的干擾時(shí),其他的不好的微生物(也稱為病原體)利用這個(gè)機(jī)會(huì)侵入我們的身體并讓我們生病。因此,在許多人類條件下,我們的健康細(xì)菌在預(yù)防病原體入侵中起著重要的作用。這就是病毒的用武之地。它們已經(jīng)想出了如何殺死細(xì)菌。這就是它們的生活。
因此我們致力于在我們的病毒組中發(fā)現(xiàn)那些已找到了如何保護(hù)我們免受不好的病原體傷害的病毒,同時(shí)讓有益的細(xì)菌保持完好無(wú)損。事實(shí)上,近有一些類似傳聞的例子利用噬菌體成功地治療對(duì)大多數(shù)(如果不是全部)抗生素產(chǎn)生抗藥性的危及生命的細(xì)菌感染[9]---這種療法稱為噬菌體療法(phage therapy)。不幸的是,鑒于人們并未充分地了解噬菌體如何在人體中發(fā)揮作用以及引入它們可能對(duì)人類宿主產(chǎn)生不可預(yù)見(jiàn)的后果,這類療法的應(yīng)用已經(jīng)并將繼續(xù)受到阻礙。因此,噬菌體治療仍然受到嚴(yán)格監(jiān)管。按照目前的研究速度,將噬菌體作為一種經(jīng)常使用的抵抗細(xì)菌感染的療法可能需要很多年的時(shí)間。但別搞錯(cuò)了;這些與我們一起進(jìn)化多年的病毒不僅是我們過(guò)去的一部分,而且將在未來(lái)的人類健康中扮演重要角色。(生物谷 )
本文譯自The Conversation新聞:Meet the trillions of viruses that make up your virome,原作者為美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校微生物學(xué)副主任David Pride和美國(guó)洛克菲勒大學(xué)訪問(wèn)學(xué)者Chandrabali Ghose,由生物谷編譯。
資訊出處:
Meet the trillions of viruses that make up your virome
參考資料:
1.Ron Sender et al. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biology, 19 August 2016, doi:10.1371/journal.pbio.1002533
2.John LMokili et al. Metagenomics and future perspectives in virus discovery. Current Opinion in Virology, February 2012, doi:10.1016/j.coviro.2011.12.004
3.Patrick D. Hsu et al. Development and Applications of CRISPR-Cas9 for Genome Engineering. Cell, 5 June 2014, doi:10.1016/j.cell.2014.05.010
4. Rodolphe Barrangou et al. CRISPR Provides Acquired Resistance Against Viruses in Prokaryotes. Science, 23 Mar 2007, doi:10.1126/science.1138140
5.Jeremy J. Barr et al. Bacteriophage adhering to mucus provide a non–host-derived immunity. PNAS, 25 June 2013, doi:10.1073/pnas.1305923110
6.Shira R.Abeles et al. Molecular Bases and Role of Viruses in the Human Microbiome. Journal of Molecular Biology, 25 November 2014, doi:10.1016/j.jmb.2014.07.002
7.Melissa Ly et al. Transmission of viruses via our microbiomes. Microbiome, 2 December 2016, doi:10.1186/s40168-016-0212-z
8.Vincent B Young. The role of the microbiome in human health and disease: an introduction for clinicians. BMJ, 15 March 2017, doi:10.1136/bmj.j831
9.Robert T. Schooley et al. Development and Use of Personalized Bacteriophage-Based Therapeutic Cocktails To Treat a Patient with a Disseminated Resistant Acinetobacter baumannii Infection. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, September 2017, doi:10.1128/AAC.00954-17