Zeinab Hosseinidoust博士新开发的强力噬菌体喷雾剂
翻译:田磊博士
Zeinab Hosseinidoust博士和她在麦克马斯特大学的研究团队成功地发明了一种新方法来对抗食物和物品表面(例如办公室、医院等)的细菌污染。这种强大的杀菌产品是将数百万噬菌体通过化学方法组装成的一个小的、柔软的、含水的球。每个球的直径约为 20 微米(50 分之一毫米)。
尽管噬菌体早在抗生素之前就被发现,但当时科学家们对开发抗生素更感兴趣。随着抗生素耐药性的上升,噬菌体成为人类在“后抗生素时代”的新希望,因为噬菌体是细菌的天敌。在《自然通讯》发表的文章中,Hosseinidoust博士的研究团队表明他们的喷雾消毒剂对食品安全且高效。
随着人们对噬菌体消毒剂重新产生兴趣,我们非常感谢能够采访Hosseinidoust博士并了解这一研究的新方向。
问:首先,祝贺你最近取得了突破性发明,此发明是一种可以杀死食物中细菌的喷雾剂。首先,请向我们的读者介绍一下你自己。
答:我的名字是Zeinab Hosseinidoust。我是加拿大麦克马斯特大学工程学院的化学工程副教授,同时也是加拿大噬菌体生物工程研究主席。你可以在此处找到有关加拿大研究主席计划的更多信息。
你也可以在此处找到有关我荣获加拿大研究主席奖的更多信息。
问:请向我们简要介绍一下你的研究发明。
答:我们将噬菌体制成小而柔软的水球;每个小球都包含半百万个噬菌体。噬菌体是是一种感染细菌和古细菌的病毒,其特点为专以细菌为宿主,是细菌的天敌。与许多生物实体一样,噬菌体不喜欢干燥和恶劣的环境。困在这些小球中的噬菌体能够受水分保存及保护且免于干燥,干燥会使噬菌体失活。当包装成喷雾时,这些小球会将大量噬菌体运送到受污染的表面。这些污染的表面可以是杂货店的新鲜农产品、肉类包装、家庭
或商业使用准备食物的设施,或者是医院和手术室。
问:你的研究对人类有什么意义?
答:抗生素耐药性威胁著全球可持续发展的基础。随著抗生素耐药性的上升,噬菌体可能是我们“后抗生素时代”的希望。噬菌体是非常强大目温和的抗菌剂。它们对其宿主细菌非常特异,这意味著它们可以配制为仅杀死有害的细菌,而不会杀死对某些食物的味道、气味或质地有关的有益细菌。对于生物医学应用,这种特异性非常重要,因为我们知道我们体内的有益细菌(我们的微生物群)在保护我们身心健康方面发挥著关键作用。我们实验室的目标是弥合我们对噬菌体生物学的了解与现场/临床应用之间的差距。我们开发出材料、涂层、传感器,并建立噬菌体配方标准以及噬菌体治疗模型。我们开发的材料特别具有实用价值,因为它们可用于在现实生活中保存和保护噬菌体,因此我们解决了噬菌体日常使用的瓶颈问题。
问:众所周知,科学家在1940年代曾对噬菌体消毒剂非常感兴趣。为什么重新对噬菌体消毒剂产生了兴趣 ?
答:这是很好的问题。噬菌体是在抗生素出现之前就被发现,在将近25年的时间里,噬菌体是少数对抗细菌感染的工具之一。那是一个人们死于简单感染的时代,噬菌体在北美和世界各地曾被广泛地用于治疗人类。有大规模试验的记录表明有整个村庄都被噬菌体治愈了(与没有噬菌体的相同感染在相邻村庄的高死亡率相比)。
然而当时关于噬菌体生物学和传染病的微生物学的知识非常少,换句话说,当时科学家们并不确切知道噬菌体是如何运作,也不知道疾病是如何发展,当然对我们的免疫系统一切中的作用也一无所知。有许多研究实验室和公司进行噬菌体制备的记录,但相同的记录表明大多数都不活跃,因此人们显然不知道使噬菌体失活的因素。噬菌体对其宿主细菌具有特异性,因此它们不会杀死所有微生物(就像大多数其他抗菌剂一样),所以这是另一个混淆的来源。抗生素基本上是化学物质(与作为病毒的噬菌体相比)而且是不分青红皂白的杀手(因此与噬菌体相比它们具有广泛的范围)。抗生素更容易使用。随著时间的推移,科学家们发现了这种滥杀滥伤的危害性。此外,很快就有了第一例抗生素耐药性病例,因此很明显地,抗生素虽然非常强大,但并不是灵丹妙药。没过多久,科学家就重新审视了噬菌体,许多较早的实验和蚂蚁试验都与最新的科学和临床标准相关。噬菌体一直在西方科学界中引起了一段时间的关注。用于食品应用的噬菌体产品已于90年代末获得FDA的批准,但直到最近我们才迫不及待地想将它们用于临床。在美国有一些引人注目的病例涉及对生命没有其他希望并通过静脉内噬菌体疗法得以挽救的患者。选择噬菌体疗法的人必须去格鲁吉亚第比利斯的Eliava研究所等地接受治疗。然而,超级细菌已将西半球的我们逼入绝境,迫使我们停止拖延 并开始采取实际步骤,开始使用噬菌体对抗感染。
问:喷雾剂中的杀菌病毒在食用时对人体肠道生物群落有危险吗?如果不是,为什么不呢?
答:这是噬菌体最重要的优势之一,它们是特定的细菌杀手。它们针对特定细菌,因此人们可以配制一种噬菌体产品用来仅杀死有害细菌,而不是我们的肠道微生物群(我们不希望我们的喷雾剂影响人们的肠道微生物组)。我们有来自我们实验室其他研究项目的证据来支持这个乐观的结论。
问:你的喷雾剂可以用于其他用途,例如药物输送、航天器消毒等吗?
答:是的!我们的喷雾仅包含噬菌体,不含其他化学物质或防腐剂,不含残留物或刺激性化学物质。我们设想在食物链的所有步骤、医院和医疗机构(例如手术室)、我们的家中以及其他地方使用喷雾剂。所以是的,航天器灭菌是一个很好的应用。
问:作为加拿大噬菌体生物工程研究主席,你的职位范围和使命是什么?
答:你可以在这里找到更多关于我的加拿大研究主席奖的信息。
问:你还有什么想对我们的读者说吗?
答:我要感谢NSERC和CIHR以及加拿大研究主席计划和麦克马斯特大学及其工程学院的资助和支持。我还要感谢在我实验室中极具创造力的科学家和工程师。我想强调的是跨学科研究和跨学科合作在推进应用噬菌体研究的重要性。具体来说,重要的是没有生物学家曾在这个领域工作。我们在这个领域需要更多的工程师、临床医生、化学家和物理学家。
随着人们对噬菌体消毒剂重新产生兴趣,我们非常感谢能够采访 Hosseinidoust 博士并了解这一研究的新方向。