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食品安全回歸自然:天然病毒或能消除食源性細(xì)菌

時(shí)間:2017-01-16     來源:科學(xué)網(wǎng)

食源性細(xì)菌導(dǎo)致的疾病暴發(fā)的后果可大可小。目前,研究人員正在尋找新方法保障食品安全,其中之一就是用病原體消滅病原體。

噬菌體是一種以細(xì)菌為攻擊目標(biāo)的病毒。長期以來,這些噬菌體與細(xì)菌同時(shí)進(jìn)化,逐漸成為捕獵細(xì)菌的“好手”。

目前,一種溶解性噬菌體得到了科學(xué)家的濃厚興趣。這種病毒會(huì)將自己的DNA注射到細(xì)菌中,然后“挾持”細(xì)菌的細(xì)胞機(jī)器,從而產(chǎn)生新的病毒副本。而這些病毒副本最終會(huì)沖破細(xì)菌的細(xì)胞膜,殺死它們,并會(huì)攻擊附近的細(xì)胞。

近日,美國印第安納州普渡大學(xué)西拉法葉校區(qū)研究人員,開發(fā)出一種能非常有效地抵抗大腸桿菌O157:H7的噬菌體混合物。O157:H7是一種大腸桿菌源性志賀毒素,能導(dǎo)致嚴(yán)重胃痙攣、腹瀉、嘔吐和尿路感染,可由肉類、水果、蔬菜和某些奶制品攜帶,雖然通常是表面污染物,但當(dāng)肉類制品絞碎時(shí)就可以變成內(nèi)在病原。據(jù)統(tǒng)計(jì),2000年至2008年間,這種大腸桿菌在美國導(dǎo)致了6.3萬例病例,2138位患者住院治療。

研究人員將3種噬菌體按比例調(diào)和在一起,并將該混合物用于碎牛肉或菠菜上。結(jié)果顯示,該混合物消滅了在室溫下儲(chǔ)存的菠菜上99%的大腸桿菌O157:H7。而且,研究人員發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果也出現(xiàn)在冷凍和室溫環(huán)境中的牛肉上。相關(guān)論文日前在線發(fā)表于《動(dòng)物科學(xué)雜志》。

雖然,該結(jié)果激動(dòng)人心,但卻并不新穎。實(shí)際上,噬菌體生物防治產(chǎn)品已經(jīng)商業(yè)化。Intralytix公司的ListShield就已獲批上市。該產(chǎn)品針對(duì)李斯特菌,能直接用于宰殺好的家禽肉。

“但目前它還未被廣泛應(yīng)用,雖然接受度和銷量都在穩(wěn)定增長,但去非常緩慢。”Intralytix公司首席科學(xué)家Alexander Sulakvelidze說,“假如你喜歡的話,可以認(rèn)為它是一種微生物,否則被放入病毒的食物可能會(huì)讓人難以下咽。”

不過,噬菌體對(duì)人類是無害的,它們只針對(duì)細(xì)菌。而且,它們也不可能進(jìn)化成能導(dǎo)致人類和動(dòng)物患病的病毒。另一方面,細(xì)菌卻是高毒性的。

“噬菌體不是人類病原菌,而細(xì)菌則會(huì)使人生病。”該研究負(fù)責(zé)人、普渡大學(xué)動(dòng)物學(xué)教授Paul Ebner說。

Sulakvelidze補(bǔ)充道,噬菌體生物防治產(chǎn)品是化學(xué)清洗和照射的替代方法。目前,即食食物產(chǎn)品通常使用這兩種化學(xué)方法殺菌。但噬菌體更特殊:通常一種噬菌體只針對(duì)一種病原體。它們能殺死致病的“壞”細(xì)菌,而原封不動(dòng)地留下自然存在的“好”細(xì)菌,從而使食物更有營養(yǎng)。

此外,研究人員還調(diào)查了借助噬菌體治療家畜細(xì)菌感染的方法。但Sulakvelidze表示,這些療法的結(jié)果至今尚不清晰。不過,如果噬菌體療法成功,將能極大減少家畜抗生素使用,并潛在地排除食物對(duì)利用噬菌體進(jìn)行處理的需要。

自然,相關(guān)研究也能推動(dòng)人們發(fā)現(xiàn)適用于治療人類細(xì)菌感染的噬菌體。目前,抗生素耐藥性已成為全球性問題。美國疾病控制和預(yù)防中心數(shù)據(jù)顯示,“美國每年至少有200萬人感染耐藥細(xì)菌,其中2.3萬人因這些感染去世”。

噬菌體是一種有希望的替代物。“在上世紀(jì)二、三十年代,噬菌體療法是個(gè)大熱門。”未參與該研究的得州農(nóng)工大學(xué)微生物學(xué)家Jason Gill說。

自那時(shí)起,研究人員就展開的大量噬菌體研究。在上世紀(jì)40年代,盤尼西林上市后,噬菌體療法被拋棄。但現(xiàn)在,很多細(xì)菌對(duì)一種或多種抗生素產(chǎn)生耐藥性,于是,噬菌體“東山再起”。

當(dāng)然,細(xì)菌也會(huì)對(duì)噬菌體逐漸有抵抗力。但一種細(xì)菌通常只能對(duì)1~2種噬菌體產(chǎn)生抗性,因此,研究人員選擇使用噬菌體混合物。Gill和Ebner都認(rèn)為,一種細(xì)菌對(duì)多種噬菌體產(chǎn)生抗性的幾率極低。

但噬菌體療法用于人體仍存在很多障礙, 相關(guān)條例也讓噬菌體難以申請(qǐng)專利。而Gill表示,在自然界中找到一個(gè)相似噬菌體也相對(duì)容易。

另外,從經(jīng)濟(jì)角度考慮,噬菌體臨床試驗(yàn)需要數(shù)百萬美元,許多藥企不愿投資。

不過,Ebner表示,這些擔(dān)憂為時(shí)過早,因?yàn)榭茖W(xué)家還不清楚這實(shí)驗(yàn)室結(jié)論被搬到復(fù)雜現(xiàn)實(shí)環(huán)境后將怎樣,例如豬的消化系統(tǒng)中。

無論如何,噬菌體研究充滿希望。“它們?cè)谧匀唤缰胸S富存在,而我們只需要控制其抗菌過程。”Ebner說。