人体内的深海病毒——有益的噬菌体组

距离人类首次在一名士兵粪便中发现噬菌体后100年，直到最近的一项报道宣布，实际上，我们每天通过肠道吸收的噬菌体总数高达300多亿。简单的噬菌体，在人体中究竟发挥着什么作用呢？

　　

长期以来科学家们总在怀疑，人体内的噬菌体组（phageome）是不是能通过调节我们的免疫系统影响人类生理。直到最近，澳大利亚莫纳什大学噬菌体研究员Jeremy Barr团队在mBio发表文章证明“的确如此”。

过去几十年，大多数有关噬菌体的医学研究都集中在努力将这些微生物转化为“抗生素”，其中一些已经取得了成功。不过，跳出抗生素圈子，作为一门独立的治疗方法，“噬菌体疗法”正在崛起。

Barr的早期研究表明，噬菌体的自然属性有助于保护我们免受病原体侵害。在调查了不同物种后，Barr发现，粘液层中噬菌体数量明显增多。原来，噬菌体的蛋白质外壳能结合粘蛋白（mucins）。粘蛋白和水共同构成粘液。

这对生产粘液的主人和噬菌体都有好处。吸附在粘液上，让噬菌体有机会遇到更多细菌。噬菌体能保护细胞免受潜在细菌病原体侵害，为机体提供额外的免疫层。

体外培养的上皮细胞实验表明，人类细胞能吸收噬菌体并将它们传送至细胞内部。运输机制尚不明确。

在新文章中，科学家们发现了噬菌体可以从肠道粘液进入人体内的证据。显微镜和细胞实验表明，噬菌体与真核细胞的小泡（vesicular）和细胞溶质间隔（cytosolic compartments）存在互作。利用内膜系统的高尔基体转运通行。噬菌体的胞转作用（transcytosis）具有明显的方向性，优先从顶到基底转运（大约占2个小时内总噬菌体转运的1%）。根据转运速度估计，一个人一天能吸收300亿个噬菌体。

“我们展示了噬菌体如何进入身体内部，”分子生物学家Krystyna Da˛browska说。“但是不同细胞吸收噬菌体的速率可能存在差异。”

噬菌体进入机体以后，它们去哪里了？都干了什么？只有少量研究能解答这一问题。2004年，Da˛browska课题组报道一种特定类型的噬菌体能与癌细胞膜结合减缓小鼠肿瘤生长和扩散。几年后，Da˛browska的研究生导师，噬菌体研究专家Andrzej Gorski课题组证明噬菌体能影响小鼠免疫系统，注射噬菌体可减少T细胞增殖和抗体生产。在小鼠身上，它们甚至能阻止免疫系统攻击移植组织。

Barr认为，人体中不断涌入的噬菌体造就了一个可调节免疫反应的“胞内抗体噬菌体组（intrabody phageome）”。今年另外一队比利时团队证明，健康人的白细胞暴露于5种噬菌体，细胞生产的主要免疫分子可降低流感症状和炎症。

圣路易斯华盛顿大学的免疫学家Herbert Virgin也曾报道，自身免疫性疾病，如1型糖尿病患者和炎症性肠道疾病患者的肠道内噬菌体组发生改变。

Barr推测，噬菌体也能提醒免疫系统哪里有潜在的病原体威胁。细菌感染使噬菌体涌入体内（它们寄生在细菌细胞内），因此噬菌体也可能触发了某个针对细菌的炎症反应。

类似现在的肠道微生物研究，一旦科学家们真正解开人体噬菌体的奥秘，他们就能利用噬菌体操纵人体菌群，甚至操纵人体细胞！

Barr说，噬菌体研究看起来只有巴掌大小，实际上非常深奥。因此，距离“噬菌体疗法”的临床应用可能还得几十年。

原文检索：
Bacteriophage Transcytosis Provides a Mechanism To Cross Epithelial Cell Layers

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