说起杀灭细菌的好办法，你脑海里的第一个想法会是什么？相信不少人会立即想到抗生素，作为一类可以干扰细菌生长和发育的分子，抗生素广泛地参与了各类细菌感染治疗。但早在上世纪30年代之前，科学界曾盛行着利用病毒来清除细菌的想法，噬菌体是一类专门依赖活体细菌寄生和复制的病毒，可以高效促使细菌死亡，因此衍生出了名为噬菌体疗法的抗菌策略。随着抗生素的出现，无论是研发还是生产效率，噬菌体疗法都远远比不上抗生素，因此它也被逐渐遗忘，如今只有极少数的国家仍在使用噬菌体疗法，并且只在多重耐药性感染，且其他策略都无效的条件下会考虑采用它。近些年来，随着抗生素的滥用，一些对传统抗生素耐药的“超级细菌“开始出现，包括我们熟知的大肠杆菌就有着严重的耐药风险。为了能更好地控制耐药菌造成的感染，科学家再次将目光放在了噬菌体上。在噬菌体疗法的研发中，最大的挑战是判断哪种噬菌体对特定感染有帮助，因为不同的噬菌体种类只能入侵特定的细菌。为了更好地在未来找到那些具有治疗特性的噬菌体，来自法国巴斯德研究所、巴黎西岱大学的科学家合作对噬菌体与细菌的相互作用进行了详细研究，他们一共纳入了403种不同的大肠杆菌菌株和96种噬菌体作为测试对象。在两年的时间里，研究团队让不同的噬菌体与细菌菌株进行组合，观察哪一种条件可以彻底将细菌杀死。根据研究团队发表于《自然-微生物学》的论文，研究团队共进行了约35万次的相互作用，并以此获得了能够预测噬菌体击杀效率的细菌基因特征。他们发现，噬菌体入侵细菌的效率是由细菌表面的受体决定的，而不是之前认为的抗病毒防御机制。基于细菌的基因组，尤其是编码细胞表面受体信息，研究者构建和训练了一个人工智能（AI）项目，可以用于帮助预测噬菌体与细菌的相互作用。作者发现AI能够有效地根据细菌的DNA来准确判断某一噬菌体的击杀效率。而在随机提供大肠杆菌菌株的条件下，AI能够给出特定的噬菌体组合建议，在90%的案例中，这些噬菌体组合都能简单地清除掉细菌。研究者指出，这一工具将有效地为噬菌体疗法研发提供帮助，并能够为不同的细菌感染患者提供个性化的治疗建议。[1] Gaborieau, B., Vaysset, H., Tesson, F. et al. Prediction of strain level phage–host interactions across the Escherichia genus using only genomic information. Nat Microbiol 9, 2847–2861 (2024). https://doi.org/10.1038/s41564-024-01832-5本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求，请联系[email protected]。
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