纽约大学、耶鲁大学及其他机构的科学家们在一项新研究中证明，几种噬菌体可以稳定共存于基因统一的埃希氏大肠杆菌菌株上。他们认为，更好地理解这些病毒如何共存，可能会导致基于噬菌体的新疗法，用于治疗细菌感染，包括对抗生素产生抗性的菌株。
该研究的详细内容已发表在《科学》杂志上，题为“多样的噬菌体群落在克隆细菌宿主上稳定维持”。研究人员报告称，他们从不同的环境样本中分离并分析了埃希氏大肠杆菌噬菌体。他们发现，尽管病毒之间存在竞争，但不同的噬菌体物种更喜欢生长速度较慢或较快的细胞，这些细胞随机出现在埃希氏大肠杆菌群体中。这种偏好使每种噬菌体物种都能找到并在同一宿主上生存。例如，两种噬菌体物种N和S共存，因为N在快速生长的细菌细胞中生存得更好，而噬菌体S则在缓慢生长的细胞中表现更好。
“我们的研究为研究病毒的社会生活这一新兴领域做出了贡献，”纽约大学朗格健康中心的博士后研究员诺拉·皮森（Nora Pyenson）说。“我们通常只考虑病毒对宿主的影响，但它们也存在于其他病毒物种的背景下。这些噬菌体群落展示了即使在最简单的生物学单元中，多样性是如何出现的。”
该研究还测试了一个假设，即细菌的遗传多样性限制了病毒物种的多样性，从而导致单一噬菌体会胜过所有其他噬菌体。这些结果表明，单一细菌菌株可以承载多样化的噬菌体物种群落，并且这些物种可以共存。
“了解多种噬菌体如何在同一细菌上长期生存，有助于设计下一代噬菌体鸡尾酒疗法，”皮森说。“例如，每种噬菌体物种可能在细菌生命周期的不同阶段攻击细菌，从而使整个群体在抗药性进化之前被消灭。”
目前，尚无标准的噬菌体疗法用于治疗细菌感染，要么是因为它们未能杀死所有目标细菌，要么是因为细菌随时间发展出抗药性。然而，一些实验室正在努力改变这一现状，这项研究的见解可能有所帮助。
事实上，该研究的合著者之一、耶鲁大学生态学与进化生物学教授保罗·特纳（Paul Turner）正在领导一项临床试验，使用噬菌体靶向铜绿假单胞菌，这种细菌可引起囊性纤维化患者肺部的严重炎症。与此同时，在纽约大学朗格健康中心微生物学系教授乔纳斯·舒勒（Jonas Schluter）的实验室里，科学家们正在研究噬菌体在人类和小鼠肠道生态系统中的作用。他们的目标之一是预测噬菌体给药的影响，并设计适用于由沙门氏菌等细菌引起的感染的通用噬菌体疗法。
“这项工作代表了我们对噬菌体生态学理解的转变，”舒勒指出，并补充道，“我们现在可以开始理解噬菌体在与多样化病毒物种共存时的进化过程，以及这如何塑造它们在健康和疾病中的作用。”
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