噬菌体虽然长得很像外星生物，但实际上它是一种感染细菌的病毒，其特点为专以细菌为宿主。它的外表都是富含遗传物质的蛋白质外壳，尾部的尾巴可以帮助他们把遗传物质射入到宿主体内。噬菌体作为细菌的克星，对于人类来说有着很高的医用价值。本文就来讲一下，噬菌体的发展和意义。
历史
噬菌体，简称噬菌体，由 Frederick Twort 于 1915 年和 Félix d'Herelle 于 1917 年独立发现，比著名的抗生素青霉素早了十多年。在接下来的几年里，噬菌体被成功地用于治疗痢疾和霍乱。这些噬菌体是从意外康复的患者的粪便中分离出来的。科学家们推测，这些康复的病人身上有一些东西可以帮助他们清除肠道中的有害细菌。他们从粪便中分离出噬菌体，对其进行纯化，然后将噬菌体提供给其他患者。在一项研究中，印度旁遮普邦未经治疗的霍乱患者中有 63% 死亡，而接受噬菌体治疗的人中只有 8% 死亡。
在最初使用噬菌体治疗霍乱时，科学家们才刚刚开始研究病毒并推测噬菌体是如何工作的。直到 1940 年，人们才使用电子显微镜获得了第一张噬菌体图像。我们现在知道噬菌体是只感染细菌的病毒。作为一种病毒，噬菌体不能单独生存和繁殖。病毒需要侵入宿主细胞，消耗宿主的营养物质以复制更多的自身，最后离开宿主细胞——通常是在此过程中杀死宿主。
一般来说，噬菌体首先通过识别并落在细菌上开始杀死它们。每种类型的噬菌体都有一个特定的着陆垫。然后噬菌体将其 DNA 注入细菌。这种 DNA 复制自身，制造更多的噬菌体外壳，并将新制造的 DNA 包装到新外壳中。最后，噬菌体产生有毒化学物质，从内向外破坏细菌宿主，将其新生成的子代释放到外部以感染更多细菌。
噬菌体相对于抗生素的优势
抗生素是一种杀死细菌的化学物质。它们通过破坏细菌生存所需的一个或多个重要节点来做到这一点。由于这些节点在许多细菌中都很常见，因此一种“广谱”抗生素可能会同时杀死多种细菌。虽然抗生素已经彻底改变了医学并且通常在阻止细菌感染方面非常有效，但噬菌体可能比抗生素具有几个优势。
首先，噬菌体针对细菌的，因此不太可能干扰生活在我们肠道中的有益微生物。人体中有超过一千种微生物，这些微生物为我们做着重要的工作，比如帮助我们制造我们自己无法制造的营养物质。因为许多抗生素会不分青红皂白地杀死细菌，所以用抗生素治疗感染也会杀死这种有益的肠道细菌。另一方面，每个噬菌体进化为只杀死一个特定的一组细菌。因为噬菌体的杀伤范围很窄，它可以用来治愈感染，而不会干扰我们体内有益细菌的群落。
其次，噬菌体能够杀死耐抗生素细菌。与抗生素杀死细菌的方式相比，噬菌体杀死细菌的方式更难让细菌产生抗药性。噬菌体不会像抗生素那样阻止细菌进行特定的过程，而是主动破坏细菌的细胞壁和细胞膜，并通过从内向外制造许多孔来杀死细菌。此外，许多细菌会形成生物膜——一层厚厚的粘性材料，可以保护它们免受抗生素的侵害。许多噬菌体都配备了可以消化这种生物膜的工具。
为什么不使用噬菌体？
除了少数国家提供的治疗方案外，噬菌体已被广泛用作细菌感染的治疗方法。一个主要原因是因为抗生素在过去 50 年里一直表现不错，以至于大多数国家都没有重新启动关于噬菌体临床用途的研究。但另一个更重要的原因是使用噬菌体作为治疗方法存在一些局限性。
首先，噬菌体更难干净地制备。为了生产噬菌体，科学家首先必须培养大量的细菌，这些细菌是噬菌体的天然宿主。然后细菌被噬菌体感染，噬菌体反过来繁殖并杀死所有细菌。困难始于从大量死细菌尸体中分离活噬菌体。如果不从给予患者的最终药物中去除，死细菌体可能引发称为败血症的致命免疫反应。另一个挑战是获得正确浓度的噬菌体，因为它的浓度不能直接测量。如果浓度太低，噬菌体疗法将无效。许多早期的商业噬菌体产品质量差，无法治疗传染病，导致噬菌体疗法效果不大。
其次，与抗生素相比，噬菌体在治疗中需要更长的时间。因为单一类型的噬菌体只能感染少数种类的细菌，所以必须小心选择噬菌体。首先，医生必须弄清楚导致疾病的细菌的身份。然后他们必须检查可用的噬菌体是否可以杀死这种细菌。如果没有，他们必须寻找可以完成这项工作的新噬菌体。这个过程需要患者可能没有的时间——尤其是当噬菌体仅作为重病患者的最后手段时。另一方面，由于抗生素不分青红皂白地杀死细菌，医生可以开抗生素来治疗病人，而无需首先确定具体的细菌类型。
关于噬菌体疗法的其他担忧集中在其安全性和有效性上。因为西方世界在几十年前就放弃了噬菌体疗法，所以关于这些主题的可用数据很少。然而，在法国和东欧国家，尤其是格鲁吉亚，噬菌体疗法的研究仍在继续并蓬勃发展。从他们的研究来看，噬菌体疗法没有表现出任何重大的安全问题。
总结
噬菌体本质上是一种以细菌为宿主的病毒，早些年已经被用来治疗疾病。后来因为抗生素的发展，关于噬菌体的研究进入到了停滞阶段，当有一天抗生素逐渐失效，或者人们攻克噬菌体的关键技术后，它必将成为一种有效的治疗手段。