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蛭弧菌的应用

出处:水生动物健康评估 作者:黎源 水产养殖网 2020-04-29 22:48:00

水生细菌在生态系统中发挥着关键作用,但这不能让它们免于被贪婪的捕食者或寄生虫当成猎物的命运。在大型山地湖泊的深处和其他一些环境中,一些细菌以同类为食,而且胃口不小,这些掠食者被称为蛭弧菌及类似细菌(BALO)。如今BALO将在多个领域中作为生物活性剂得到应用。

一、生态调控者
异养生物在整个生态系统的食物网中发挥着核心作用。它们吸收和利用浮游植物释放到环境中的有机物质,随后又成为鞭毛虫和纤毛虫等原生动物(一类单细胞生物)的美餐。原生动物又将这些能量传送到更高层级的食物网中。尽管自然环境下BALO的数量和噬菌体相比不占优势,但它们在调控细菌种群方面同样高效,在一些特定情况下甚至可能更加高效,因为噬菌体只会攻击一类猎物。

二、对抗耐药菌
近年来,随着细菌对抗生素产生耐药性,BALO和噬菌体被寄予厚望,被认为有望在多种应用场景下遏制细菌的生长,例如用来对抗感染人类、动物或农作物的致病菌。如今,多个实验表明BALO有望用于治疗人类和动物的疾病。以囊性纤维化为例,这是一种致命的遗传疾病,细菌会逐渐侵占患者的内呼吸道,引发炎症,最终破坏组织,摧毁患者的呼吸功能。而科学家已经在健康人的肺部菌群中发现了噬菌蛭弧菌,这表明BALO能在这样的环境中生存,并且它不会危害人体。在斑马鱼幼体身上进行的活体实验表明,BALO中的噬菌蛭弧菌可能有助于消灭宋内氏志贺氏菌(Shigella&nbspsonnei)的一种对链霉素和羧苄西林都有耐药性的菌株。志贺氏菌属于革兰氏阴性菌,是引发痢疾的病原体之一。世界卫生组织的数据显示,志贺氏菌每年造成超过一百万人死亡,主要影响发展中国家。2017年,伦敦帝国理工学院的Alexandra&nbspWillis和同事证明,斑马鱼幼体的菱脑(大脑后方的一个部位)感染福氏志贺氏菌(Shigella&nbspflexneri)后,在这个部位注射噬菌蛭弧菌能够将幼体的生存率提升35%,这表明噬菌蛭弧菌能够与免疫系统协同作用。在消灭福氏志贺氏菌后,免疫系统也会将噬菌蛭弧菌清除。

三、保护虾养殖业
南美白对虾养殖产业受到的影响尤其严重,弧菌属(Vibrio)中的副溶血弧菌(V.&nbspparahaemolyticus)、霍乱弧菌(V.cholerae)以及其他几种病菌会引发大规模传染病,有时甚至会导致90%的产量损失。这些细菌造成的感染不一定能用抗生素治疗。对于这个问题,BALO同样提供了有吸引力的解决方案。2015年,上海海洋大学的曹海鹏和同事们在培养皿中加入噬菌蛭弧菌,成功清除了弧菌属的6个不同的致病菌株。并且,BALO无疑能够提供保护作用,让虾免受弧菌感染:在活体实验中,研究团队发现BALO使虾的生存率提升了60%以上。此外,从人类或动物细胞的培养结果看来,这些细菌捕食者似乎是无害的,没有任何疾病与BALO有关,或由BALO感染导致。
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尽管拥有巨大的潜力和吸引力,BALO仍然只得到了很少的研究。仅在2018年一年中,PubMed上关于葡萄球菌属(Staphylococcus)的论文就有6900篇,BALO的相关论文则少得多。不过毫无疑问,这些细菌捕食者将在不久的将来得到重视,它们的潜在应用多种多样。而且,为了更好地理解BALO在自然环境中所扮演的角色,我们还要进行更多研究。
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资料来源:《环球科学》2020年3月刊

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