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看看你体内的380万亿病毒
电子显微镜捕捉到附着在细菌细胞壁上的多个噬菌体。Credit: Dr. Graham beard, CC BY-SA

如果你认为你没有病毒,再想想。

这可能很难理解,但人体被大量微生物所占据,这些微生物通常被称为我们的微生物群,自人类早期以来就与我们一起进化。科学家们直到最近才开始对微生物群进行量化,并发现其中至少居住着38万亿个细菌。也许更有趣的是,细菌并不是生活在我们身体内外的数量最多的微生物。这个奖是给病毒的。

据估计,一切都结束了380万亿个病毒居住在我们身上的一个集体被称为人类病毒体。但这些病毒并不是你经常听说的那种危险病毒,比如那些导致流感或普通感冒的病毒,或者更危险的感染,如埃博拉病毒或登革热。

这些病毒中的许多会感染生活在你体内的细菌,它们被称为噬菌体,或简称噬菌体。人体是噬菌体的滋生地,尽管噬菌体数量众多,但我们对这些噬菌体或其他病毒在体内的作用知之甚少。

我是一名医学科学家,通过研究病毒来研究人类微生物群,因为我相信利用细菌这一终极天敌的力量将教会我们如何预防和对抗细菌感染。人们可能会正确地认为,如果病毒是人体中最丰富的微生物,那么它们将是大多数人类微生物组研究的目标。

但这种假设将是极其错误的。人类病毒体的研究远远落后于细菌的研究,我们现在才刚刚发现它们的一些最基本的特征。这种滞后是由于科学家们花了更长的时间来识别人类病毒体的存在,以及缺乏标准化和复杂的工具来破译病毒体中的实际内容。

关于病毒体的信息

一种叫做噬菌体的病毒感染细菌并将其遗传物质插入细胞。这种细菌“读取”了基因指令,并制造出更多的病毒,这些病毒在细菌离开细胞时将其摧毁。

一种叫做噬菌体的病毒感染细菌并将其遗传物质插入细胞。这种细菌“读取”了基因指令,并制造出更多的病毒,这些病毒在细菌离开细胞时将其摧毁。资料来源:Guido4,抄送作者

以下是我们迄今为止了解到的一些情况。人体内的细菌并不喜欢它们体内和周围的噬菌体。事实上,他们开发了CRISPR-Cas系统人类现在已经选择了编辑基因-清除噬菌体或完全防止噬菌体感染。为什么?因为噬菌体会杀死细菌。它们控制了细菌的机制,迫使细菌产生更多噬菌体而不是细菌。完成后,它们冲出细菌,摧毁细菌。最后,噬菌体位于我们的身体表面就等着和脆弱的细菌接触。他们基本上是细菌跟踪者。

很明显,我们的身体表面每时每刻都在进行着一场战争,而我们不知道谁会赢,也不知道这场战争的后果会是什么。

病毒可能居住在身体内外的所有表面。到处都是研究人员所看到的,已经发现了病毒。血液中的病毒?查看。皮肤上的病毒?查看。病毒在肺部?查看。尿液中的病毒?查看。 And so on. To put it simply, when it comes to where viruses live in the human body, figuring out where they don’t live is a far better question than问他们在哪里

病毒具有传染性。但我们通常不认为细菌病毒是容易被分享的。研究人员已经表明与人生活在一起会导致病毒在你体内迅速传播。如果我们不知道我们体内细菌和病毒之间持续战斗的后果是什么,那么考虑到细菌和病毒之间的战斗将会变得指数级复杂,而细菌和病毒之间的战斗将会与所有人共享,包括你的配偶,你的室友,甚至你的狗。

病毒让我们保持健康?

最终,我们需要知道所有这些病毒在人体中的作用,并弄清楚我们是否可以利用我们的病毒体来促进我们的健康。但目前可能还不清楚为什么会有人相信我们的病毒体可能有用。

这似乎是违反直觉的,但是,伤害我们的细菌对我们的健康是有害的。例如,当我们健康的细菌群落受到抗生素使用的干扰时,其他的微生物坏家伙,也就是病原体,就会利用这个机会入侵我们的身体,使我们生病。因此,在许多人类环境中,我们的健康细菌在防止病原体入侵方面发挥着重要作用。这时病毒就进来了。他们已经找到了杀死细菌的方法。这是他们活着的目的。

因此,在我们的病毒体内寻找那些已经知道如何保护我们不受坏人伤害,同时又不伤害好的细菌的病毒的竞赛已经开始了。事实上,最近有一些轶事成功地利用噬菌体治疗危及生命的感染从对大多数(如果不是全部)可用抗生素产生耐药性的细菌——一种被称为噬菌体疗法的治疗方法。

不幸的是,这些治疗方法现在和将来仍将受到有关噬菌体在人体中的行为以及引入噬菌体可能对人类宿主产生的不可预见后果的信息不足的阻碍。因此,噬菌体疗法仍然受到严格的管制。

按照目前的研究速度,噬菌体可能需要很多年才能被常规用于抗感染治疗。但是别搞错了;与我们一起进化了这么多年的病毒不仅是我们过去的一部分,而且将在未来的人类健康中发挥重要作用。

谈话

David Pride是UC-SAN Diego的微生物学副主任。Chandrabali Ghose是洛克菲勒大学的一位访问科学家。这篇文章是最初发表在The Conversation上

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