第八节 噬菌体

噬菌体（bacteriophages）是侵染细菌的病毒，又称细菌病毒，从广义上讲，是感染细菌、真菌或螺旋体等微生物的病毒的总称。噬菌体有宿主细胞的特异性，即噬菌体仅能在某种或几种近缘菌种内复制。噬菌体在特异感染细菌时，可以产生一种酶，该酶也可以对细胞壁产生裂解作用，称之为噬菌体裂解酶（lytic enzyme）。因此，噬菌体和噬菌体裂解酶均可对细菌有杀灭作用。能在短时间内连续完成吸附、侵入、增殖（复制与生物合成）、成熟（装配）和裂解（释放）5个阶段而实现繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体（virulent phage）。另有一类称为温和噬菌体（temperate phage），其在感染细菌后，不会在短时间内繁殖，但能将基因组整合于细菌的染色体上形成溶原状态（lysogeny），并随细菌的繁殖传至子代。带有噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌（lysogenic bacterium），而整合于细菌染色体上的噬菌体则称为前噬菌体（prophage）。前噬菌体可自发地或在某些理化和生物因素的诱导下脱离宿主菌基因组而进入溶菌周期，产生成熟噬菌体，导致细菌裂解。

一、对微生物的作用

用噬菌体进行的消毒，称为噬菌体消毒。在消毒学中，研究的主要有Tb、f2和MS2噬菌体等。

噬菌体具有严格的宿主特异性，为了进入细菌内部，噬菌体首先需吸附至细菌表面特异性受体上，噬菌体的吸附结构与宿主表面受体的相互作用直接影响裂解谱，使噬菌体只裂解有限范围的细菌菌株。噬菌体裂解酶是噬菌体在感染细菌后期表达的一种水解酶。裂解酶具有特异性强，不干扰正常菌群，不易使细菌产生耐药性，能杀死在黏膜表面定植病原菌的特点。

噬菌体可以专一感染某种细菌，其产生的裂解酶可以高度专一地裂解细菌。噬菌体裂解酶是噬菌体感染宿主晚期表达的一类肽聚糖水解酶。裂解酶含有结构相同的氨基端，具有裂解细胞壁肽聚糖的活性；其羧基端可以特异性地结合到细菌细胞壁的糖决定簇上。当它体外应用时，能快速水解革兰氏阳性菌的细胞壁，对多重耐药的革兰氏阳性致病菌同样有效，而且不易诱导细菌产生新的抗性。

噬菌体具有宿主专一性，噬菌体裂解酶具有较高的特异性。如葡萄球菌噬菌体产生的酶只能杀灭特定的葡萄球菌。但部分噬菌体裂解酶也具有一定的广谱性，如瑞士乳杆菌噬菌体Φ0303的裂解酶Mur-LH、无乳链球菌噬菌体B30的裂解酶和产气荚膜梭菌噬菌体Φ3626的裂解酶Ply3626均可裂解多种细菌。

二、毒理学安全性

有研究者以小鼠和豚鼠为受试对象，评价了噬菌体的急性毒理性，研究结果表明，受试对象经肌内注射、腹腔注射和静脉注射等不同胃肠外给药后，并未出现任何不良反应。对小鼠腹腔急性攻毒高剂量的噬菌体后，未引起任何副作用或各脏器组织学上的病变。大鼠每日口服108PFU/mL噬菌体，在连续进行28d后发现，受试对象并未出现任何不良反应，大鼠采食量、饲料转化率、体质量和脏器指数均与对照组无显著差异。

三、应用范围

目前，噬菌体制剂主要分为活体噬菌体制剂和噬菌体裂解酶制剂两种。鉴于噬菌体的高度特异性，对机体和环境无毒、无刺激，有望开发为新型的生物消毒剂，在应对多重耐药、治疗烧伤感染、净化炭疽菌污染场所、净化畜牧业环境、发酵工艺中的消毒以及食品消毒防腐等方面都具有极大的应用潜力。现在，噬菌体在工业和医疗卫生方面的应用发展迅速，美国食品药品监督管理局（FDA）已经批准将几种噬菌体产品投入食品消毒和防腐保存领域。但目前，因各种因素限制，相关研究仍旧处于初级阶段。

（陈昭斌　编　　审）