一种被遗忘已久的病毒将如何帮我们解决抗生素危机
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0:01 - 0:02大家花一点时间,
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0:02 - 0:05想一想病毒(是什么)。
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0:05 - 0:07你脑海里浮现的是什么呢?
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0:07 - 0:08是疾病?
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0:08 - 0:09还是恐惧?
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0:09 - 0:11多半是非常不愉快的感觉吧。
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0:11 - 0:14然而,病毒的影响并非都是负面的。
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0:14 - 0:18的确,有些病毒能引发致命疾病;
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0:18 - 0:22但另一些病毒则截然
相反——它们能治愈疾病, -
0:22 - 0:24这类病毒被称为“噬菌体”。
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0:24 - 0:28我第一次听说噬菌体
病毒要追溯到2013年, -
0:28 - 0:30我身为外科医生的岳父
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0:30 - 0:32向我介绍了他当时的一名
女性患者的治疗情况。 -
0:32 - 0:35该女性患者膝盖受伤,
需要进行多次手术, -
0:35 - 0:37在进行这些手术的过程中,
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0:37 - 0:40她的腿部出现了慢性
细菌感染的症状。 -
0:40 - 0:41不幸的是,
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0:41 - 0:43所有当时的抗生素
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0:43 - 0:47对引发她感染的细菌都不起作用。
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0:47 - 0:50一般来说,在这种情况下,
唯一的选择就是截肢, -
0:50 - 0:53以阻止感染进一步扩大。
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0:53 - 0:57我的岳父急需一种不同的治疗方案,
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0:57 - 1:02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, -
1:02 - 1:04你猜怎么着?那个治疗方案生效了。
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1:04 - 1:08使用噬菌体之后不到三周,
慢性感染就得到了治愈, -
1:08 - 1:11而在此之前,所有抗生素无一有效。
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1:11 - 1:15我被这个奇特的概念深深迷住了:
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1:15 - 1:19病毒竟然能够治愈细菌感染。
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1:19 - 1:22直至今日,我依然为
噬菌体的医疗潜能所着迷。 -
1:22 - 1:27于是,我去年辞掉工作,
在这个领域创立了一家公司。 -
1:27 - 1:29那么,究竟什么是噬菌体呢?
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1:29 - 1:33你们看到的这个影像
是用电子显微镜拍的, -
1:33 - 1:37也就是说,实际上我们在
屏幕上看到的东西极其微小。 -
1:37 - 1:41中间粒状的东西有头、长长的身体、
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1:41 - 1:42还有很多脚——
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1:43 - 1:45这就是一个典型噬菌体的形貌,
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1:45 - 1:46看上去还有点可爱呢。
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1:46 - 1:49(笑声)
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1:49 - 1:52现在,看看你的手,
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1:52 - 1:56据我们团队的估计,人的每只手上
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1:56 - 1:58有100多亿个噬菌体。
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1:58 - 2:00它们在你手上干什么呢?
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2:00 - 2:01(笑声)
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2:01 - 2:04事实上,病毒擅长感染细胞;
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2:04 - 2:06而噬菌体则擅长感染细菌。
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2:06 - 2:08和我们的身体一样,
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2:08 - 2:11你的手就是细菌活动的温床,
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2:11 - 2:14是噬菌体的理想狩猎场,
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2:14 - 2:18因为终究噬菌体会猎杀细菌。
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2:18 - 2:22还有重要的一点需要了解,
即噬菌体都是挑剔的猎手; -
2:22 - 2:27通常,一个噬菌体
只会感染一种细菌。 -
2:27 - 2:30所以,在这张渲染图中的噬菌体,
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2:30 - 2:33只会猎杀一种叫做
金黄色葡萄球菌的细菌, -
2:33 - 2:36在耐药状态下它被称为MRSA,
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2:36 - 2:39它会导致皮肤和伤口感染。
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2:39 - 2:42噬菌体猎杀所用的工具是它的脚,
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2:42 - 2:45这些脚其实是超级
灵敏的感受器官, -
2:45 - 2:48用于准确探测细菌细胞的表面。
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2:48 - 2:49噬菌体一旦探测到细菌表面,
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2:49 - 2:52就会锁定住细菌的细胞壁,
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2:52 - 2:54接着将自己的DNA
注射进入细菌体内。 -
2:54 - 2:56位于噬菌体头部的DNA,
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2:56 - 2:59通过它那长长的身躯进入细菌体内。
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2:59 - 3:02这时,噬菌体会对细菌重新编码,
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3:02 - 3:04以生产出大量新的噬菌体。
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3:04 - 3:08事实上,细菌已变成了噬菌体工厂。
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3:08 - 3:12一旦细菌体内积累了
约50-100个噬菌体后, -
3:12 - 3:14这些噬菌体就会释放
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3:14 - 3:17一种破坏细菌细胞壁的蛋白质。
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3:17 - 3:19当细菌破裂时,噬菌体就跑出来,
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3:19 - 3:23继续搜寻新的细菌进行感染。
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3:23 - 3:27很抱歉,这可能听起来
又像一种可怕的病毒了。 -
3:27 - 3:30但这正是噬菌体所拥有的能力——
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3:30 - 3:33在细菌内部繁殖,然后杀死细菌——
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3:33 - 3:36从医学的角度来看,
这让噬菌体显得很有趣。 -
3:36 - 3:38另外一个让我十分感兴趣的方面,
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3:38 - 3:40是这件事的发展规模。
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3:40 - 3:44就在五年前,我对噬菌体还一窍不通;
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3:44 - 3:48然而,今天我会告诉你们,
它们是自然法则的一部分。 -
3:48 - 3:52噬菌体和细菌又回到了进化早期,
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3:52 - 3:56它们总是成双存在,
并且彼此相互制约; -
3:56 - 4:00这跟阴和阳,或是
猎人与猎物的关系别无二致, -
4:00 - 4:02只不过它们的关系存在于微观世界。
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4:02 - 4:04有些科学家甚至估计,
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4:04 - 4:09噬菌体可能是地球上
数量最多的生命体。 -
4:09 - 4:12所以,在我们继续讨论
它们的医疗潜能之前, -
4:12 - 4:15我想每人都该了解噬菌体,
和它们在地球上扮演的角色: -
4:15 - 4:19它们搜寻、感染,进而杀死细菌。
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4:19 - 4:22那么,大自然中怎么会有
如此运作完美的生物, -
4:22 - 4:24无处不在,时时刻刻伴随着我们;
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4:24 - 4:26然而在世界上大多数地方,
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4:26 - 4:28在我们的医药市场上,
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4:28 - 4:31却没有一种能利用这种机制
去对抗细菌感染的药物呢? -
4:31 - 4:35答案其实很简单:
还没人发明这种药, -
4:35 - 4:38至少还没有这样一种药品能够符合
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4:38 - 4:41为世界多数东西制定
标准的西方监管准则, -
4:41 - 4:44想知道其中的原因,
就要往前追溯一下。 -
4:45 - 4:48照片中的这位是菲利克斯 · 德雷尔,
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4:48 - 4:51他是发现噬菌体的两位科学家之一。
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4:51 - 4:55只不过当1917年他发现噬菌体时,
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4:55 - 4:57他对于自己的发现还一无所知。
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4:57 - 5:00当时,他对一种叫做
菌痢的疾病很感兴趣, -
5:00 - 5:03这是一种由细菌感染
引发的严重腹泻疾病, -
5:03 - 5:05那个年代,这种疾病的致死率很高,
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5:05 - 5:09毕竟那会儿治疗细菌感染的
药物还没有问世。 -
5:09 - 5:13当时他正在观察从疾病
幸存者身上提取的样本, -
5:13 - 5:15他发现了一些奇怪的事情,
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5:15 - 5:16样本中的某种东西
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5:16 - 5:20正在杀死那些致病的细菌。
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5:20 - 5:23为了查明原因,他做了
一个非常巧妙的实验。 -
5:23 - 5:25他取出样本,进行过滤,
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5:25 - 5:29直到确定样本中
只保留了极微小的生物, -
5:29 - 5:33接着,他从中取出一小滴,
滴入刚培养好的细菌中。 -
5:33 - 5:35他观察到,在接下来的
几个小时之内, -
5:35 - 5:37细菌统统被杀死了。
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5:37 - 5:41于是他重复进行这个实验,
再次过滤、从中取一小滴, -
5:41 - 5:44滴入下一批最新培养出的细菌中;
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5:44 - 5:46他接连将这组实验做了50次,
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5:46 - 5:48每次都观察到了相同的效果。
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5:48 - 5:51于是,他得出了两个结论。
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5:51 - 5:54首先,最明显的一个结论就是:
没错,有样东西正在杀死细菌, -
5:54 - 5:56它就存在于那些液体中。
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5:56 - 5:59另外一个结论是:
它本质上一定是生物, -
5:59 - 6:03因为一小滴竟足以
产生如此大的影响。 -
6:03 - 6:06他把刚发现的这种试剂
叫做“看不见的微生物”, -
6:06 - 6:08并将其命名为“噬菌体”,
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6:08 - 6:11其字面意思就是“细菌吞噬者”。
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6:11 - 6:12顺便提一句,
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6:12 - 6:15这是现代微生物学上
最基础性的发现之一, -
6:15 - 6:19许多现代科技又回到我们
对噬菌体运作机制的理解—— -
6:19 - 6:22不仅是基因编辑技术,
在其他领域也是如此。 -
6:22 - 6:27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 -
6:27 - 6:29获得了诺贝尔化学奖。
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6:30 - 6:32追溯到二十世纪
二十年代和三十年代, -
6:32 - 6:34人们也立刻看到了
噬菌体的医学潜能。 -
6:34 - 6:36即使看不见噬菌体,
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6:36 - 6:39我们毕竟拥有了能
杀死细菌的可靠物质。 -
6:39 - 6:43像雅培、百时美施贵宝或礼来
这些今天依然存在的公司, -
6:43 - 6:45开始销售噬菌体制剂。
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6:45 - 6:48但问题在于,如果用一种
不可见的微生物做基础, -
6:48 - 6:51是很难生产出可靠药物的。
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6:51 - 6:53试想一下,你今天就去FDA,
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6:53 - 6:55向他们介绍你要给病人用的
这种不可见的病毒, -
6:55 - 6:58他们会作何反应。
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6:58 - 7:01所以当上世纪四十年代
化学抗生素问世的时候, -
7:01 - 7:03它们彻底改变了游戏规则。
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7:03 - 7:05这主要得归功于图上的这个人。
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7:05 - 7:06他是亚历山大 · 弗莱明,
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7:06 - 7:08因为他对世界上第一种抗生素
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7:08 - 7:10青霉素的开发做出了巨大贡献,
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7:10 - 7:13而获得了诺贝尔医学奖。
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7:13 - 7:17抗生素与噬菌体的
作用原理截然不同。 -
7:17 - 7:20最大的不同就是,
抗生素会抑制细菌生长, -
7:20 - 7:23不管是哪种细菌。
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7:23 - 7:25我们称之为广谱抗菌的抗生素,
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7:25 - 7:29它们甚至会抑制人体内所有细菌。
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7:29 - 7:31与之相比,噬菌体的
作用面则很有限, -
7:31 - 7:33只对一类细菌有效,
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7:33 - 7:36因此,抗生素的优势显而易见。
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7:36 - 7:38那时,抗生素的出现
让人们觉得梦想成真。 -
7:38 - 7:42你有一名患者疑似患上了细菌感染,
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7:42 - 7:43你给他开了抗生素,
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7:43 - 7:45而你不需要真正对
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7:45 - 7:47引发疾病的细菌有更多了解,
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7:47 - 7:49很多患者的病就治好了。
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7:49 - 7:52因此,随着我们开发出
越来越多的抗生素, -
7:52 - 7:56新抗生素立刻就会成为
治疗细菌感染的首选。 -
7:56 - 8:00顺便一提,抗生素为我们
寿命的延长做出了巨大贡献。 -
8:00 - 8:03今天,我们能够进行
复杂的医疗干预 -
8:03 - 8:04和外科手术,
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8:04 - 8:06是因为我们有抗生素,
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8:06 - 8:08所以,我们不再冒着患者
可能因为手术中细菌感染 -
8:08 - 8:12而在术后第二天死去的危险。
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8:12 - 8:17因此,我们开始忘记噬菌体的
存在,尤其是在西药中。 -
8:17 - 8:20更确切的说,甚至在我
成长过程中,大家的观念都是: -
8:20 - 8:25我们已解决了细菌感染问题;
因为我们有了抗生素。 -
8:25 - 8:28当然,今天我们都知道,
这种观念是大错特错的。 -
8:29 - 8:31现在,多数人都听说过超级细菌吧。
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8:31 - 8:33那是一种即便不是对所有抗生素,
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8:33 - 8:38也是对很多我们开发的、
治疗细菌感染的抗生素 -
8:38 - 8:40有抗药性的细菌。
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8:40 - 8:41这一切是如何发生的呢?
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8:41 - 8:45事实上,我们并非
像我们想的那样聪明。 -
8:45 - 8:48从我们开始在所有地方
都使用抗生素—— -
8:48 - 8:51在医院用于治疗和预防;
在家里对付小感冒; -
8:51 - 8:53在农场用,为使动物保持健康——
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8:53 - 8:55细菌进化了。
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8:55 - 8:59在抗生素的围攻之下,
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8:59 - 9:03活下来的细菌都是适应力最强的。
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9:03 - 9:06今天,我们称之为“多药耐药性细菌”。
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9:06 - 9:08我要向大家展示一组可怕的数据,
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9:08 - 9:11在最近一项由英国
政府委托的研究中, -
9:11 - 9:13预计直至2050年,
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9:13 - 9:18每年大约会有一千万人
死于多药耐药性细菌感染。 -
9:18 - 9:21和目前每年死于癌症的八百万人相比,
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9:21 - 9:24这个数字显然非常可怕。
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9:24 - 9:27但好消息是,噬菌体的
应用离我们不远了。 -
9:27 - 9:30而且,我得告诉你们,
它们可不在乎多药耐药性。 -
9:30 - 9:31(笑声)
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9:31 - 9:37它们只是喜欢猎杀我们周围的细菌。
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9:38 - 9:41而且,它们仍然保持着选择性,
在今天看来依然是一件好事。 -
9:41 - 9:44今天,我们能可靠地识别
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9:44 - 9:47在多种情况下造成
感染的细菌病原体, -
9:47 - 9:49而噬菌体的选择性会帮助我们避免
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9:49 - 9:54通常由广谱抗生素所造成的副作用。
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9:55 - 9:58也许这才是最好的消息:
噬菌体不再是不可见微生物。 -
9:58 - 10:00我们可以看到它们,
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10:00 - 10:01之前我们已经看过了。
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10:01 - 10:03我们能对它们的基因进行测序,
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10:03 - 10:05了解它们的复制机制。
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10:05 - 10:07我们也明白它们的局限性。
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10:07 - 10:08我们正处在一个
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10:08 - 10:12能够开发强力而可靠的
基于噬菌体的药物新时代, -
10:12 - 10:14世界各地都已经开始行动了。
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10:14 - 10:17包括我们公司在内,
超过10家生物科技公司 -
10:17 - 10:21正开发人类噬菌体应用
以治疗细菌性感染, -
10:21 - 10:25数个临床试验
正在欧洲和美国进行。 -
10:26 - 10:28所以,我确信我们正站在
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10:28 - 10:30噬菌体疗法复兴的边缘。
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10:30 - 10:34依我看,描画噬菌体的
正确方式应该像这样。 -
10:36 - 10:37(笑声)
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10:37 - 10:41在我看来,在与多药耐药性
细菌感染的战斗中, -
10:41 - 10:45噬菌体就是我们一直
期待的超级英雄。 -
10:45 - 10:47所以,下次你想到病毒的时候,
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10:47 - 10:49请记住这个噬菌体超人形象!
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10:49 - 10:53毕竟,噬菌体也许
会在某一天挽救你的生命。 -
10:53 - 10:54谢谢大家。
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10:54 - 10:57(掌声)
- Title:
- 一种被遗忘已久的病毒将如何帮我们解决抗生素危机
- Speaker:
- 亚历山大 · 贝尔克雷迪
- Description:
-
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。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 11:13