噬菌體是什么?
噬菌體是一種感染細菌、真菌、藻類、放線菌或螺旋體等微生物的病毒的總稱,是一種微生物源病毒,整個噬菌體家族非常龐大,古老且豐富,它們幾乎與細菌一起出現(xiàn)在地球上,距今已經(jīng)有差不多30億年之久了。噬菌體的數(shù)量非常非常之多,它們的數(shù)量比地球上所有的其他生命(包括所有細菌)加在一起還要多??赡艹^1031個(10000……000,總共31個0)。噬菌體不同于現(xiàn)在發(fā)生疫情的“新型冠狀病毒”,它是天然存在的細菌克星,目前是世界各國科學(xué)家眼中對付超級細菌最有效的手段。噬菌體可存在于多種生態(tài)環(huán)境中,種類繁多,是地球上數(shù)量最多的生物,約為細菌數(shù)量的20倍。海洋是噬菌體存在最多的地方,噬菌體每天會殺死海洋中50%的細菌。
噬菌體的特點是什么?
專一特異:只裂解對應(yīng)的宿主菌,不破壞正常菌群;
高效殺菌:30分鐘內(nèi)可殺滅99.9%的特定細菌;
無耐藥性:不會產(chǎn)生耐藥性,會隨著細菌宿主的消失而死亡;
安全無殘留:無毒、無害、無刺,殺菌后自然排出體外,對動物機體細胞不造成損傷,可廣泛應(yīng)用于全身。
噬菌體是如何入侵細菌的?
噬菌體是如何侵染細菌的呢?首先我們得明白一件事情-病毒本身是沒有任何動力的,它只在溶液環(huán)境中擴散,所以要想抓住細菌,就必須有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)才行,那六根可愛的小腿就是這個作用,它們的分子與細菌外層莢膜的分子有結(jié)構(gòu)上的吸引力,所以當噬菌體在水分子的布朗運動下隨機與細菌表面接觸的時候,尾部就會粘在細菌上而不是頭部。
而噬菌體在吞噬細菌的過程也相當別致。它一般會先靠觸角慢慢吸附在細菌上,而后再用尾巴在細菌的壁膜上拼命打洞。費這么大勁的目的其實是為了將自己的DNA注入到細菌里。緊接著,這些噬菌體DNA就直接喧賓奪主,利用細菌里面的資源開始瘋狂復(fù)制DNA。沒過多久,它們就會像變戲法般地復(fù)制出幾百個新的子孫后代,并釋放出溶菌酶。
噬菌體的安全性
病毒在微生物中很具有代表性,絕大多數(shù)病毒無法充分滲透到人類組織或細胞中對人類造成傷害。在國際病毒分類委員會(ICTV)認可的大約90個病毒家族中,只有19個家族引起人類疾病。噬菌體作為感染細菌的病毒,就難以突破人體天然的物種壁壘。
在日常生活中,有數(shù)以億計的噬菌體存活在我們體內(nèi)及周圍。噬菌體只攻擊能識別的宿主菌,并不傷害其他細胞,所以噬菌體對動物機體是沒有任何傷害的。
在20世界上半葉,前蘇聯(lián)、波蘭和法國等國家大量使用噬菌體治療,包括痢疾、傷寒等在內(nèi)的各種感染性疾病。噬菌體給藥方式也多種多樣,如通過飲用、口服、氣霧劑、局部涂抹損傷部位和靜脈注射。噬菌體與抗生素聯(lián)合使用也常有報道,噬菌體還被用于手術(shù)室及手術(shù)器械的消毒殺菌。
當細菌增多時,噬菌體也會快速增殖,殺滅細菌。當細菌到達一個平衡點時,噬菌體就會停止繁殖,被機體代謝掉或者陷入“沉睡”狀態(tài)。
噬菌體在水產(chǎn)養(yǎng)殖動物細菌性病害防控的優(yōu)勢
一、針對性加強
傳統(tǒng)的抗生素在治療細菌性感染的同時,會殺滅消化道中的正常菌和有益菌,破壞微生態(tài)平衡,導(dǎo)致其他耐受性致病菌的生長,進而可能引起肌體的免疫力下降而導(dǎo)致全身性的感染。
二、用量小
噬菌體具有指數(shù)式增殖的自我復(fù)制能力,只需極少量即可殺滅相應(yīng)的致病菌,達到預(yù)防或控制細菌性感染的目的。
三、篩選分離、保存成本低
噬菌體環(huán)境豐度高,自然界中普遍存在細菌相對應(yīng)的噬菌體,易于分離且純化周期短,可常溫下保存,便于運輸和應(yīng)用。
四、無藥物殘留
使用抗生素會造成藥物在養(yǎng)殖動物體內(nèi)的殘留,而噬菌體高度依賴于相應(yīng)的細菌,會隨著細菌宿主的消失而死亡,不會殘留在動物體內(nèi)。
展望噬菌體的未來
雖然噬菌體療法應(yīng)用于水產(chǎn)弧菌的防控具有諸多優(yōu)勢,但是為滿足其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的大規(guī)模實際應(yīng)用,仍需要解決一些關(guān)鍵性技術(shù)問題。如:①噬菌體的最適應(yīng)用條件,如最佳治療時間、最佳治療劑量及最佳治療方式等都需要進行系統(tǒng)的研究來確定; ②對于細菌對噬菌體產(chǎn)生的抗性問題,現(xiàn)在很多企業(yè)不具備及時獲得與其匹配的噬菌體的條件。
目前,經(jīng)過多年潛心研發(fā),徹底突破了傳統(tǒng)的抗生素或者益生菌防治蝦早死綜合征的方式,不僅防治效果遠超抗生素和其他的傳統(tǒng)控制弧菌的產(chǎn)品,更引人注意的是,引入了多株噬菌體組成在一起,且可常溫保存。從而形成了高濃度的烈性噬菌體,具備有特異性、專一性、靶向性、不破壞水體環(huán)境,不破壞池塘有益菌,以及天然無毒副作用的功能,顛覆了以前防治弧菌的傳統(tǒng)概念。