Science：新研究揭示噬菌体与霍乱杆菌的比例可预测霍乱的严重程度

几十亿年前，细菌和它们的杀手之间开始了一场基因军备竞赛。如今，这场看似永恒的斗争仍在继续，并对每年造成全球成千上万人死亡的疾病产生了影响。

作为一种水传播腹泻疾病，霍乱每年在全球造成 21000 到 143000 人死亡。这是一种贫困疾病，主要发生在缺乏清洁饮用水和卫生设施的地区。在一项新的研究中，来自麦吉尔大学等研究机构的研究人员揭示了称为噬菌体的细菌杀手如何影响霍乱严重程度。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“Phage predation, disease severity, and pathogen genetic diversity in cholera patients”。

这些作者开展了一项规模最大的遗传研究，分析霍乱杆菌、它们的噬菌体和抗生素之间的动态关系。这项研究强调了开发新策略的可能性，即利用噬菌体杀死霍乱和其他困扰人类文明几个世纪的疾病中的耐药细菌。它揭示了一种新的诊断方法和减轻抗生素耐药性的途径。

论文共同通讯作者、麦吉尔大学微生物学与免疫学教授Jesse Shapiro说，“霍乱是一种毁灭性的水传播传染病，每年导致数百万病例和数千人死亡，随着气候变化，其风险预计还会增加。抗生素耐药性也是一个日益令人担忧的问题，需要有替代的抗感染治疗方法。”

有效捕食

一项重要发现涉及一个名为“有效捕食（effective predation）”的概念。这些作者发现，噬菌体捕食者与细菌猎物的比例越高，霍乱病例越轻。他们表示，这是首次展示这一比例的遗传基础。这一比例可作为疾病严重程度的标志，为医生的治疗决策提供依据。它还可能预测疾病的进展。

图片来自Science, 2024, doi:10.1126/science.adj3166

这些作者使用先进的基因组技术分析了孟加拉国 2574 份霍乱患者粪便样本中霍乱杆菌和噬菌体的相互作用，其中孟加拉国是世界上霍乱发病率最高的国家之一，每年约有 10 万例霍乱。样本收集于 2018 年和 2019 年。

Shapiro与论文第一作者、麦吉尔大学博士后研究员Naïma Madi博士一起对样本进行了遗传分析。记录霍乱杆菌和噬菌体之间的基因军备竞赛使霍乱杆菌和噬菌体生态学研究变得更加复杂。双方都在进化，以挫败对方的防御。一方适应，另一方回应。如果噬菌体占了上风，霍乱杆菌的基因多样性就会增加。那么，噬菌体的数量就会减少。噬菌体通过基因适应做出反应，最终再次繁荣起来。

Shapiro说，在开发出有效的噬菌体疗法之前，还需要进行更多的研究，包括临床试验。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Naïma Madi et al. Phage predation, disease severity, and pathogen genetic diversity in cholera patients. Science, 2024, doi:10.1126/science.adj3166.