贝勒大学生物学家亚伦·赖特将专注于噬菌体研究——这种病毒能特异性攻击致病细菌。
美国疾病控制与预防中心提供的2009年电子显微镜图像显示,从纯培养物中分离出的大群革兰氏阴性伤寒沙门氏菌。
抗生素曾是现代医学的支柱,但其成功使用催生了危险的耐药细菌激增。贝勒大学及其他研究中心的科学家正发起反击,利用病毒和人工智能技术应对这一挑战。
贝勒大学本月宣布,该校与多家机构已获得美国高级研究计划署健康局为期五年的最高2800万美元资助,用于测试噬菌体——即攻击并感染细菌的病毒——能否帮助重建人体内外细菌、真菌和病毒群落组成的微生物组平衡。该项目将由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校主导,合作方包括波士顿吉凯生物公司、明尼苏达大学、俄勒冈州立大学及俄勒冈健康与科学大学。
项目负责人、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校微生物学副教授阿斯玛·哈图姆-阿斯兰在新闻稿中表示:"我们的长期目标是将噬菌体疗法引入主流医学,使其成为常规且广泛可及的治疗手段。"
强效替代方案
抗菌素耐药性已成为全球公共卫生威胁,部分源于抗生素滥用。美国疾病控制与预防中心数据显示,美国每年发生超280万例耐药感染,导致超3.5万人死亡。近期研究预测,到2050年,全球相关死亡人数将急剧上升至3900万。
世界卫生组织近期报告显示,2023年全球实验室检测的感染病例中约六分之一对 antibiotic 治疗产生耐药性,且2018至2023年间用于治疗常见尿路、肠道、血液及性传播感染的40%药物失效。
抗生素通过靶向关键结构或干扰细胞核心机制无差别杀灭细菌(包括有益菌),但细菌会进化出应对策略:如突变改变药物靶点、交换耐药基因、部署分解酶或化学泵排出抗生素。
噬菌体仅特异性靶向特定细菌,这使其成为治疗多重耐药菌引发的难治感染的理想选择。美国首例噬菌体疗法于2016年用于救治危及生命的多重耐药感染患者。目前该疗法尚未获联邦批准且未普及,仅通过同情用药途径——允许危重患者在临床试验外使用实验性药物或器械。
首推口腔护理噬菌体疗法
科学家认为病毒数量比可见宇宙恒星多1000万倍,这使得为特定细菌筛选合适噬菌体过程缓慢且复杂。临床医师通常从现有噬菌体库中测试患者体内细菌样本以确定有效性。2020年研究显示,从申请噬菌体疗法到实施治疗的周期长达28至386天。
本项目旨在运用人工智能与机器学习技术快速识别噬菌体-细菌配对并构建强效组合,从而加速该流程。首要目标是针对导致龋齿和牙龈疾病的口腔微生物——这些疾病与心血管疾病、2型糖尿病及某些癌症风险升高相关。
贝勒大学教授亚伦·赖特将协助筛选有前景的病毒候选体。其实验室致力于绘制标记微生物组有害变化的蛋白质与小分子图谱。2024年,赖特与纽约科学家团队曾获美国国立卫生研究院560万美元资助,用于推进针对肠易激综合征、克罗恩病和溃疡性结肠炎等肠道疾病的个性化粪便微生物组移植研究。
赖特与新项目研究人员计划首先开发易于使用且经济实惠的口腔护理产品,例如可递送噬菌体疗法的可咀嚼软糖,并将研究扩展至影响肠道、代谢及免疫系统的其他疾病。
赖特在新闻稿中表示:"参与推动健康研究的项目令人无比振奋。很少有机会能说'五年后我们将提供切实可行的人类健康产品'。促进健康是贝勒大学及生物系的优先事项,此项倡议为我们提供了帮助他人的绝佳机会。"
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