在发现抗生素之前的几个世纪里,由细菌引起的感染一直是人类健康的主要威胁(这就是“前抗生素时代”)。弗莱明(Fleming)发现青霉素,在随后的几十年里,新的抗菌分子被广泛使用,从而定义了所谓的“抗生素时代”,在这个时代,由细菌引起的疾病很容易得到成功控制。

一、使用抗生素存在什么问题?

不幸的是,抗生素的大量和不恰当的使用导致了耐药性机制的出现、进化和传播,通过这些机制,细菌能够抵抗抗生素攻击,促进了抗生素耐药性(AMR)的持续增长和扩散。特别是近二十年来,抗生素耐药性的增加已成为全球关注的问题,以至于一些病原体对各种药物产生了抗药性。世界卫生组织列出了一些对人类健康特别危险的细菌,不是因为它们的致病性,而是因为它们的抗生素耐药性,这使得这些病原体持续感染,并非常难以治疗。

鉴于此,世卫组织还指出,如果没有有效的行动来限制和扭转这种传播,到2050年,细菌感染可能会成为人类死亡的主要原因,类似于抗生素出现之前的时代。因此,在人类和动物细菌病原体中,需要寻找新的办法来针对细菌进行治疗或者环境净化,噬菌体似乎是实现这一目标的有希望的工具。

二、噬菌体是一种什么样的物种?

噬菌体,是一种小型病毒,大小从20到200纳米不等,它们只能仅能感染原核细菌细胞,因此对人类和乃至所有真核细胞是完全安全的。噬菌体是生物圈中数量最多、种类最多的生物实体,在细菌生长和繁殖的环境中都可以很容易地找到它们,这有助于防止细菌的过度扩散,并维持生态系统的正确平衡。

1915年,英国细菌学家威廉·特沃特(William Twort)首次发现了噬菌体。1917年,法裔加拿大微生物学家Felix d'Herelle独立发现了噬菌体,他意识到存在着一些具有杀死细菌能力的生物实体。Felix d'Herelle将它们命名为“噬菌体”,以表明这些病毒能够“吃掉”和“吞噬”细菌。像所有病毒一样,噬菌体是由包裹在蛋白质衣壳中的核酸基因组组成的简单颗粒,它能保护遗传物质并帮助其传递到宿主的原核细胞。

噬菌体对宿主具有很强的特异性,因为它们会感染一种甚至几种特定的菌株,这是由细菌细胞表面受体的性质和结构决定的,这些受体菌与噬菌体抗受体相互作用。一旦核酸被注射到宿主体内,由于它们完全脱离了自身的分子机制,噬菌体利用细菌细胞的机制进行自我繁殖,因此它们被定义为专性细胞内寄生虫。根据噬菌体在原核宿主上建立的生命周期,噬菌体可以是有毒性的,也可以是温和的。当强毒性噬菌体感染并在宿主细菌内迅速繁殖以产生病毒子代时,就发生了溶解周期。在噬菌体编码的酶介导下,通过裂解宿主细胞释放新形成的子代病毒粒子,从而降解细菌细胞壁。相反,温和型噬菌体将其核酸整合到宿主基因组中,并在宿主体内处于休眠阶段(噬菌体)。这种类型的感染被称为溶源性感染,被温和噬菌体溶源化的细菌细胞获得了对溶源性噬菌体感染的抗性。原噬菌体可以在宿主细胞内稳定驻留很长一段时间,直到适当的生理或环境条件有利于裂变的重新激活(下图)。

养殖场防盗_养殖场防盗新技术_防盗养殖技术新闻

三、噬菌体在水产养殖中作用?

噬菌体可以用于控制水产养殖的传染病,以及控制造成严重经济损失的疾病。事实上,乳球菌属(Lactococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、气单胞菌属(Aeromonas)、弧菌属(Vibrio)等细菌是养殖鱼类和虾类的主要病原菌,通过污染鱼虾进行传播也可导致人类感染疾病。

防盗养殖技术新闻_养殖场防盗_养殖场防盗新技术

一些体外和体内的研究证明了噬菌体对鱼虾细菌病原体具有良好的作用,以及它们在水产养殖中控制细菌感染的能力,即使是在有抗生素耐药性(AMR)的情况下,也可以有效控制几种弧菌属或气单胞菌属,引起的鱼类疾病,凸显了噬菌体治疗是一种极好的、可行的替代抗生素治疗的方法。

四、Skretting和Proteon推出用于水产养殖的新型噬菌体技术

Skretting宣布与Proteon合作,旨在提供功能解决方案来应对水产养殖业的健康挑战。两家公司将共同开发使用噬菌体技术的产品,以支持水产养殖的顺利进行。

两家公司预测,这项技术将成为养殖场中综合管理策略的重要组成部分,同时正在研究饲料和水质的应用。

防盗养殖技术新闻_养殖场防盗_养殖场防盗新技术

Proteon 的首席运营官Matthew Tebeau说:“噬菌体是自然微生态系统的一部分。每个环境都针对特定细菌,以保持自然界中的健康平衡。噬菌体已经有100多年的历史了,但是,将噬菌体技术用于水产养殖是一个令人振奋的发展。凭借Proteon在噬菌体开发方面的专业知识和Skretting在健康方面的专业知识,我们将共同努力,确定针对特定细菌的噬菌体,我们希望这将大大减轻养殖户因鱼虾疾病带来的挑战。”

在项目的初始阶段,Skretting将分离出特定细菌菌株,而Proteon将确定最有效的噬菌体。Skretting水产养殖研究中心(ARC)的研究人员,将在挑战试验期间检查噬菌体的效果。

Skretting业务开发人员Truls Dahl说:“基于噬菌体的产品是对抗养殖鱼类和虾类细菌性疾病的有效工具,因为它们能消除特定的病原细菌,而不会损害动物的微生物组,这是令人兴奋的地方。虽然疫苗,抗生素,噬菌体技术已经存在了很长时间,但是对于水产养殖来说,噬菌体的使用仍然是最有效的手段。”

五、小结:

因为噬菌体可以有效的解决水产养殖当中致病菌的问题,且比采用益生菌、疫苗、抗生素,效果更好,且成本更低,所以噬菌体技术的发展,可以大大减少因细菌引起的鱼虾疾病,让水产养殖可以顺利发展。


本文由转载于互联网,如有侵权请联系删除!