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← 一种被遗忘已久的病毒将如何帮我们解决抗生素危机

病毒的名声一直都不好——但有些病毒将来某天也许能够拯救我们的生命,生物科技企业家亚历山大 · 贝尔克雷迪如是说。在这个引人入胜的演讲中,他向我们介绍了噬菌体——一种自然产生的病毒,能精准猎杀对人体有害的细菌;同时他也展示了在对抗耐抗生素超级细菌日益增长的威胁中,这些曾被遗忘的生命体会如何给我们带来新希望。

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Showing Revision 19 created 11/23/2018 by Yolanda Zhang.

  1. 大家花一点时间,

  2. 想一想病毒(是什么)。
  3. 你脑海里浮现的是什么呢?
  4. 是疾病?
  5. 还是恐惧?
  6. 多半是非常不愉快的感觉吧。
  7. 然而,病毒的影响并非都是负面的。
  8. 的确,有些病毒能引发致命疾病;
  9. 但另一些病毒则截然
    相反——它们能治愈疾病,
  10. 这类病毒被称为“噬菌体”。
  11. 我第一次听说噬菌体
    病毒要追溯到2013年,

  12. 我身为外科医生的岳父
  13. 向我介绍了他当时的一名
    女性患者的治疗情况。
  14. 该女性患者膝盖受伤,
    需要进行多次手术,
  15. 在进行这些手术的过程中,
  16. 她的腿部出现了慢性
    细菌感染的症状。
  17. 不幸的是,
  18. 所有当时的抗生素
  19. 对引发她感染的细菌都不起作用。
  20. 一般来说,在这种情况下,
    唯一的选择就是截肢,
  21. 以阻止感染进一步扩大。
  22. 我的岳父急需一种不同的治疗方案,
  23. 他请求实施尚处于实验阶段的
    唯一可能有效的噬菌体方案,
  24. 你猜怎么着?那个治疗方案生效了。
  25. 使用噬菌体之后不到三周,
    慢性感染就得到了治愈,
  26. 而在此之前,所有抗生素无一有效。
  27. 我被这个奇特的概念深深迷住了:
  28. 病毒竟然能够治愈细菌感染。
  29. 直至今日,我依然为
    噬菌体的医疗潜能所着迷。
  30. 于是,我去年辞掉工作,
    在这个领域创立了一家公司。
  31. 那么,究竟什么是噬菌体呢?

  32. 你们看到的这个影像
    是用电子显微镜拍的,
  33. 也就是说,实际上我们在
    屏幕上看到的东西极其微小。
  34. 中间粒状的东西有头、长长的身体、
  35. 还有很多脚——
  36. 这就是一个典型噬菌体的形貌,

  37. 看上去还有点可爱呢。
  38. (笑声)

  39. 现在,看看你的手,

  40. 据我们团队的估计,人的每只手上
  41. 有100多亿个噬菌体。
  42. 它们在你手上干什么呢?
  43. (笑声)

  44. 事实上,病毒擅长感染细胞;

  45. 而噬菌体则擅长感染细菌。
  46. 和我们的身体一样,
  47. 你的手就是细菌活动的温床,
  48. 是噬菌体的理想狩猎场,
  49. 因为终究噬菌体会猎杀细菌。
  50. 还有重要的一点需要了解,
    即噬菌体都是挑剔的猎手;
  51. 通常,一个噬菌体
    只会感染一种细菌。
  52. 所以,在这张渲染图中的噬菌体,
  53. 只会猎杀一种叫做
    金黄色葡萄球菌的细菌,
  54. 在耐药状态下它被称为MRSA,
  55. 它会导致皮肤和伤口感染。
  56. 噬菌体猎杀所用的工具是它的脚,

  57. 这些脚其实是超级
    灵敏的感受器官,
  58. 用于准确探测细菌细胞的表面。
  59. 噬菌体一旦探测到细菌表面,
  60. 就会锁定住细菌的细胞壁,
  61. 接着将自己的DNA
    注射进入细菌体内。
  62. 位于噬菌体头部的DNA,
  63. 通过它那长长的身躯进入细菌体内。
  64. 这时,噬菌体会对细菌重新编码,
  65. 以生产出大量新的噬菌体。
  66. 事实上,细菌已变成了噬菌体工厂。
  67. 一旦细菌体内积累了
    约50-100个噬菌体后,
  68. 这些噬菌体就会释放
  69. 一种破坏细菌细胞壁的蛋白质。
  70. 当细菌破裂时,噬菌体就跑出来,
  71. 继续搜寻新的细菌进行感染。
  72. 很抱歉,这可能听起来
    又像一种可怕的病毒了。

  73. 但这正是噬菌体所拥有的能力——
  74. 在细菌内部繁殖,然后杀死细菌——
  75. 从医学的角度来看,
    这让噬菌体显得很有趣。
  76. 另外一个让我十分感兴趣的方面,
  77. 是这件事的发展规模。
  78. 就在五年前,我对噬菌体还一窍不通;
  79. 然而,今天我会告诉你们,
    它们是自然法则的一部分。
  80. 噬菌体和细菌又回到了进化早期,
  81. 它们总是成双存在,
    并且彼此相互制约;
  82. 这跟阴和阳,或是
    猎人与猎物的关系别无二致,
  83. 只不过它们的关系存在于微观世界。
  84. 有些科学家甚至估计,
  85. 噬菌体可能是地球上
    数量最多的生命体。
  86. 所以,在我们继续讨论
    它们的医疗潜能之前,
  87. 我想每人都该了解噬菌体,
    和它们在地球上扮演的角色:
  88. 它们搜寻、感染,进而杀死细菌。
  89. 那么,大自然中怎么会有
    如此运作完美的生物,

  90. 无处不在,时时刻刻伴随着我们;
  91. 然而在世界上大多数地方,
  92. 在我们的医药市场上,
  93. 却没有一种能利用这种机制
    去对抗细菌感染的药物呢?
  94. 答案其实很简单:
    还没人发明这种药,
  95. 至少还没有这样一种药品能够符合
  96. 为世界多数东西制定
    标准的西方监管准则,
  97. 想知道其中的原因,
    就要往前追溯一下。
  98. 照片中的这位是菲利克斯 · 德雷尔,

  99. 他是发现噬菌体的两位科学家之一。
  100. 只不过当1917年他发现噬菌体时,
  101. 他对于自己的发现还一无所知。
  102. 当时,他对一种叫做
    菌痢的疾病很感兴趣,
  103. 这是一种由细菌感染
    引发的严重腹泻疾病,
  104. 那个年代,这种疾病的致死率很高,
  105. 毕竟那会儿治疗细菌感染的
    药物还没有问世。
  106. 当时他正在观察从疾病
    幸存者身上提取的样本,
  107. 他发现了一些奇怪的事情,
  108. 样本中的某种东西
  109. 正在杀死那些致病的细菌。
  110. 为了查明原因,他做了
    一个非常巧妙的实验。

  111. 他取出样本,进行过滤,
  112. 直到确定样本中
    只保留了极微小的生物,
  113. 接着,他从中取出一小滴,
    滴入刚培养好的细菌中。
  114. 他观察到,在接下来的
    几个小时之内,
  115. 细菌统统被杀死了。
  116. 于是他重复进行这个实验,
    再次过滤、从中取一小滴,
  117. 滴入下一批最新培养出的细菌中;
  118. 他接连将这组实验做了50次,
  119. 每次都观察到了相同的效果。
  120. 于是,他得出了两个结论。
  121. 首先,最明显的一个结论就是:
    没错,有样东西正在杀死细菌,
  122. 它就存在于那些液体中。
  123. 另外一个结论是:
    它本质上一定是生物,
  124. 因为一小滴竟足以
    产生如此大的影响。
  125. 他把刚发现的这种试剂
    叫做“看不见的微生物”,
  126. 并将其命名为“噬菌体”,
  127. 其字面意思就是“细菌吞噬者”。
  128. 顺便提一句,
  129. 这是现代微生物学上
    最基础性的发现之一,
  130. 许多现代科技又回到我们
    对噬菌体运作机制的理解——
  131. 不仅是基因编辑技术,
    在其他领域也是如此。
  132. 而就在今天,两名研究噬菌体、
    并开发基于噬菌体药物的科学家
  133. 获得了诺贝尔化学奖。
  134. 追溯到二十世纪
    二十年代和三十年代,

  135. 人们也立刻看到了
    噬菌体的医学潜能。
  136. 即使看不见噬菌体,
  137. 我们毕竟拥有了能
    杀死细菌的可靠物质。
  138. 像雅培、百时美施贵宝或礼来
    这些今天依然存在的公司,
  139. 开始销售噬菌体制剂。
  140. 但问题在于,如果用一种
    不可见的微生物做基础,
  141. 是很难生产出可靠药物的。
  142. 试想一下,你今天就去FDA,
  143. 向他们介绍你要给病人用的
    这种不可见的病毒,
  144. 他们会作何反应。
  145. 所以当上世纪四十年代
    化学抗生素问世的时候,
  146. 它们彻底改变了游戏规则。
  147. 这主要得归功于图上的这个人。
  148. 他是亚历山大 · 弗莱明,
  149. 因为他对世界上第一种抗生素
  150. 青霉素的开发做出了巨大贡献,
  151. 而获得了诺贝尔医学奖。
  152. 抗生素与噬菌体的
    作用原理截然不同。
  153. 最大的不同就是,
    抗生素会抑制细菌生长,
  154. 不管是哪种细菌。
  155. 我们称之为广谱抗菌的抗生素,
  156. 它们甚至会抑制人体内所有细菌。
  157. 与之相比,噬菌体的
    作用面则很有限,
  158. 只对一类细菌有效,
  159. 因此,抗生素的优势显而易见。
  160. 那时,抗生素的出现
    让人们觉得梦想成真。

  161. 你有一名患者疑似患上了细菌感染,
  162. 你给他开了抗生素,
  163. 而你不需要真正对
  164. 引发疾病的细菌有更多了解,
  165. 很多患者的病就治好了。
  166. 因此,随着我们开发出
    越来越多的抗生素,
  167. 新抗生素立刻就会成为
    治疗细菌感染的首选。
  168. 顺便一提,抗生素为我们
    寿命的延长做出了巨大贡献。
  169. 今天,我们能够进行
    复杂的医疗干预
  170. 和外科手术,
  171. 是因为我们有抗生素,
  172. 所以,我们不再冒着患者
    可能因为手术中细菌感染
  173. 而在术后第二天死去的危险。
  174. 因此,我们开始忘记噬菌体的
    存在,尤其是在西药中。

  175. 更确切的说,甚至在我
    成长过程中,大家的观念都是:
  176. 我们已解决了细菌感染问题;
    因为我们有了抗生素。
  177. 当然,今天我们都知道,
    这种观念是大错特错的。
  178. 现在,多数人都听说过超级细菌吧。
  179. 那是一种即便不是对所有抗生素,
  180. 也是对很多我们开发的、
    治疗细菌感染的抗生素
  181. 有抗药性的细菌。
  182. 这一切是如何发生的呢?

  183. 事实上,我们并非
    像我们想的那样聪明。
  184. 从我们开始在所有地方
    都使用抗生素——
  185. 在医院用于治疗和预防;
    在家里对付小感冒;
  186. 在农场用,为使动物保持健康——
  187. 细菌进化了。
  188. 在抗生素的围攻之下,
  189. 活下来的细菌都是适应力最强的。
  190. 今天,我们称之为“多药耐药性细菌”。
  191. 我要向大家展示一组可怕的数据,
  192. 在最近一项由英国
    政府委托的研究中,
  193. 预计直至2050年,
  194. 每年大约会有一千万人
    死于多药耐药性细菌感染。
  195. 和目前每年死于癌症的八百万人相比,
  196. 这个数字显然非常可怕。
  197. 但好消息是,噬菌体的
    应用离我们不远了。

  198. 而且,我得告诉你们,
    它们可不在乎多药耐药性。
  199. (笑声)

  200. 它们只是喜欢猎杀我们周围的细菌。

  201. 而且,它们仍然保持着选择性,
    在今天看来依然是一件好事。
  202. 今天,我们能可靠地识别
  203. 在多种情况下造成
    感染的细菌病原体,
  204. 而噬菌体的选择性会帮助我们避免
  205. 通常由广谱抗生素所造成的副作用。
  206. 也许这才是最好的消息:
    噬菌体不再是不可见微生物。
  207. 我们可以看到它们,
  208. 之前我们已经看过了。
  209. 我们能对它们的基因进行测序,
  210. 了解它们的复制机制。
  211. 我们也明白它们的局限性。
  212. 我们正处在一个
  213. 能够开发强力而可靠的
    基于噬菌体的药物新时代,
  214. 世界各地都已经开始行动了。

  215. 包括我们公司在内,
    超过10家生物科技公司
  216. 正开发人类噬菌体应用
    以治疗细菌性感染,
  217. 数个临床试验
    正在欧洲和美国进行。
  218. 所以,我确信我们正站在
  219. 噬菌体疗法复兴的边缘。
  220. 依我看,描画噬菌体的
    正确方式应该像这样。
  221. (笑声)

  222. 在我看来,在与多药耐药性
    细菌感染的战斗中,

  223. 噬菌体就是我们一直
    期待的超级英雄。
  224. 所以,下次你想到病毒的时候,

  225. 请记住这个噬菌体超人形象!
  226. 毕竟,噬菌体也许
    会在某一天挽救你的生命。
  227. 谢谢大家。

  228. (掌声)