菌落表面布满“弹坑”，到底谁才是幕后枪手？

*本文所涉及专业部分，仅供医学专业人士阅读参考

“弹坑”从何而来
昨天上午做菌种鉴定的时候，看到一培养皿上的菌落表面布满了密密麻麻的类似弹坑的凹陷（图1），这吸引了我的注意。我在微生物转组4个月了，之前未发现过这种现象。
图1患者2021年1月28日送检的痰培养分纯培养皿
接着查看了该患者的其它培养皿：此患者2.26日送了次痰培养与鉴定，2.28日又送了一次痰培养与鉴定。两次的原培养皿菌落形态差不多，2.26的原培养皿和分纯培养皿的菌落表面均无坑（图2），2.28日的原培养皿上有少许坑（图3-A），不是很明显，而分纯培养皿上的菌落则有较多的'弹坑’（图3-B）。
图2患者2021年2月26日送检的痰培养A-原培养皿B-分纯培养皿
图3患者2021年2月28日送检的痰培养A-原培养皿B-分纯培养皿
怀揣着疑问，先简单查阅了患者的信息，没找到什么头绪，只好暂时把培养皿保留了起来，继续手里的工作。中午工作间隙对此问题进行了相应咨询，很感谢河南省沁阳市人民医院的李姝老师给了提示：噬菌体。第二日鉴定结果均是铜绿假单胞菌，且药敏结果也相同。随后，我又查阅了相关资料，原来此坑名叫噬菌斑(Plaque)，在细菌菌苔平板上，由于噬菌体感染，使寄主细菌不断裂解而形成肉眼可见的空斑，空斑中的细菌被全部或部分裂解。文中图2-B的空斑应该就属于部分裂解。
噬菌斑的定义：将适量的噬菌体和敏感细菌在软琼脂中混合，然后平铺于琼脂培养基上，凝固后保温放置，在培养基平面上的细菌，由于噬菌体的作用被溶菌而形成圆形斑，称为噬菌斑。噬菌斑的大小，从肉眼勉强可见的小形斑直到直径1厘米以上的大形斑不等。在适当条件下，一个噬菌体粒子形成一个噬菌斑。
噬菌斑的分类：噬菌斑又分为三种，一般溶原性噬菌体的噬菌斑中央残存着已溶原化的细胞，故成为混浊噬菌斑；相反，烈性噬菌体则形成透明噬菌斑；另还有透明与混浊部分相混杂的斑驳噬菌斑。
在我们的日常工作中，接触噬菌体的次数相对较少，下面我们就一起来详细了解一下病毒中这特立独行的一员吧！
什么是噬菌体
噬菌体（Bacteriophage，phage）是病毒家族的一个分支，有成千上万个不同的成员，独特之处在于可以感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物。噬菌体是一种“吃”细菌的病毒，它通过寄生在细菌体内进行复制增殖，最终杀死细菌，且一种噬菌体只能感染一种细菌。和其他病毒一样，噬菌体也是由蛋白质包裹的外壳和内部的核酸两部分构成[1]。
以下视频来源于
检验医学网

噬菌体攻击细菌
噬菌体的大作用
众所周知，抗生素滥用导致细菌耐药的现象日益严重。鉴于噬菌体可以“吃”细菌，那是否可以毒攻毒？事实上，作为细菌的天然克星，噬菌体自发现之初便被用于治疗人类细菌感染性疾病，即噬菌体治疗(phage therapy)。
在20世纪初的前抗生素时代，噬菌体是人类对抗细菌感染的重要武器之一，并成功应用于痢疾、霍乱以及黑死病等疾病的防治[2-3]。随着抗生素的兴起，其有效性和广谱性使得噬菌体治疗几乎被遗忘。然而近年来，细菌耐药已成为全球范围的公共健康问题，多重耐药菌以及“超级细菌”的出现，使噬菌体的抗菌作用重新受到重视，噬菌体治疗这个旧概念进入了新的阶段[4]。
噬菌体治疗的优点
研究证明，与抗生素相比，噬菌体制剂具有许多优于抗生素的特性[4]。
首先，噬菌体具有较强的感染特异性，局限在感染部位发挥作用，因此几乎不会对宿主正常菌群造成损害。
其次，相比于抗生素，细菌不易对噬菌体产生耐药性[5]，高频率的突变使得噬菌体能够与宿主共同进化，具有强大的进化压力来克服获得的抗性[6]。
此外，噬菌体广泛存在，使得新噬菌体的分离和开发相对快速且成本低。
最后，噬菌体个体微小，可渗透药物分子无法穿透的区域，例如血脑屏障。通过全身给药后，能遍布全身，迅速到达感染部位发挥作用[7]。有的噬菌体还能渗透并破坏生物膜，且副作用少，由于噬菌体随着宿主菌的死亡而自我消除,所以无体内残留。
发展前景
噬菌体制剂应用于细菌性疾病治疗的发展前景:
噬菌体疗法被认为是对抗人类致病菌，包括抗生素抗性菌株，例如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillinresistant Staphylococcus aureus,MRSA)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)和鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii,Ab)最有希望的疗法之一[8-9]。
噬菌体与抗生素具有不同的杀菌或抑菌机制，二者联合应用可产生协同效应，且能减少耐药菌的产生，目前已有大量相关研究报道[10]。有学者尝试用遗传修饰后的噬菌体来逆转或增加细菌对抗生素的敏感性，增加杀菌能力，也取得了较好的效果[11-12]。遗传修饰的噬菌体与抗生素联合应用，可对抗多种细菌感染，包括耐药菌、持留菌和生物膜细菌的感染，这也是今后噬菌体治疗发展的重要方向之一[3]。
用噬菌体治疗多重耐药菌感染，对于抗耐药菌感染的研究有着重要的意义。期待噬菌体疗法作为对付抗生素耐药的手段之一，在和耐药细菌的对抗中占据有利地位。
参考资料：
[1]R T Wang,Y N Liu.Phage therapy clinical application and progress in bacterial infections[J].Zhonghua jie he he hu xi za zhi=Zhonghua jiehe he huxi zazhi=Chinese journal of tuberculosis and respiratory diseases,2020,43(6):539-543.。
[2]Chanishvili N.Phage therapy--history from Twort and d'Herelle through Soviet experience to current approaches.[J].Advances in Virus Research,2012,83:3-40.
[3]李刚,胡福泉.噬菌体治疗的研究历程和发展方向[J].中国抗生素杂志,2017(42):807-813.
[4]李婷华,郭晓奎.噬菌体在控制细菌感染中的临床应用[J].中国抗生素杂志,2018(8):939-945.
[5]AnniMariaÖrmälä,Jalasvuori M.Phage therapy:Should bacterial resistance to phages be a concern,even in the long run?[J].Bacteriophage,2013,3(1):e24219.
[6]El-Shibiny A,El-Sahhar S.Bacteriophages:The possible solution to treat infections caused by pathogenic bacteria[J].Can J Microbiol,2017,63(11):865-879.
[7]Wittebole X,De Roock S,Opal S M.A historical overview of bacteriophage therapy as an alternative to antibiotics for the treatment of bacterial pathogens[J].Virulence,2014,5(1):226-235.
[8]Rohwer F,Segall A M.In retrospect:A century of phage lessons[J].Nature,2015,528(7580):46-48.
[9]付丽娜,王丽丽,李晓宇,等.噬菌体对三大耐药菌的防控作用研究进展[J].中国抗生素杂志,2017,042(010):836-841.
[10]Viertel T M,Ritter K,Horz H P.Viruses versus bacterianovel approaches to phage therapy as a tool against.813.multidrug-resistant pathogens[J].J Antimicrob Chemother,2014,69(9):2326-2336.
[11]Lu T K,Collins J J.Engineered bacteriophage targetinggene networks as adjuvants for antibiotic therapy[J].Proc Natl Acad Sci USA,2009,106(12):4629-4634.
[12]Edgar R,Friedman N,Molshanski-Mor S,et al.Reversing bacterial resistance to antibiotics by phage-mediated delivery of dominant sensitive genes[J].Appl Environ Microbiol,2012,78(3):744-751.
本文来源：检验医学网
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