在生物学中,命名事物是一件非常严肃的事情。
分类学组织和多委员会流程负责对新发现的病毒和细菌进行分组,并批准它们的提议名称,发现者通常拥有优先命名权。
无意冒犯,但科学家们在命名事物时通常不是最有创造力的。新名称往往以拉丁化形式结束。
然而,当圣安东尼奥海军医学研究部的微生物学家黄允(Yoon Hwang)及其同事发现一批新的噬菌体(即以细菌为食的病毒)时,他们选择了一点地方特色。
"AllMyExes"、"Riverwalk"、"Revolver"、"Alamo"、"LoneStar"、"TwoStep"、"Vaquero"、"PricklyPear"、"TexasRanger"、"Haystack"、"RioGrande"、"Stockyards"、"Pumpjack"和"GiddyUp"是当地研究团队发现的14种新噬菌体的名称。
除了拥有德克萨斯州和圣安东尼奥主题的名称外,这些新噬菌体可能具有重要的临床应用价值——既适用于美国海军人员,也适用于普通公众。
直到第二次世界大战,受感染的战场伤口几乎意味着必死无疑。
1928年,研究人员发现了可能成为第一种抗生素治疗的青霉素,它在1945年得到广泛应用,并在战争期间挽救了成千上万人的生命。此后,抗生素已成为现代医学的基石。
"但是,"黄允说,"细菌并不愚蠢。"
随着抗生素使用量的增加——在许多情况下被过度处方——细菌已经开发出规避药物的方法。研究人员估计,到2025年至2050年间,全球近4000万人可能死于抗微生物药物耐药性感染。
"制药公司投入数十亿美元开发新抗生素,"黄允说,"但大自然已经拥有自己的解决方案。"
细菌的"克星":噬菌体是专门针对细菌但避开人类细胞的病毒。黄允表示,几乎每种细菌都有特定的噬菌体猎手——它的"克星"。
这些病毒通常有一个宽大的头部,包含其遗传物质DNA或RNA,以及用于将遗传物质注入细菌的尾部。
噬菌体可以在细菌存在的任何地方找到。换句话说,它们无处不在。仅在海洋中,研究人员就估计病毒(其中大部分是噬菌体)的数量超过了所有其他海洋生物的总和。
当然,就像抗生素一样,细菌也会随着时间的推移对噬菌体产生抗性。但噬菌体也能适应这些防御机制,双方不断适应以智胜对方。
研究人员仍在发现新的噬菌体并测序其基因组,鉴于噬菌体在临床环境中作为抗生素替代品或补充品的潜力,这一生物学领域变得越来越重要。
黄允表示,大部分研究已在欧洲进行,在那里噬菌体实际上已被用于医学。但在美国,这仍然是一个研究小众领域。
黄允和他的三人研究团队是圣安东尼奥海军医学研究部(NAMRU-SA)的一部分,该部门旨在推进军事医学创新。圣安东尼奥,也被称为"美国军事城",拥有强大的军事医学研究实力。
圣安东尼奥国际机场最新开设的"美国军事城"特许经营店于三月开业。(摄影:Shari Biediger / 圣安东尼奥报告)
一个令人惊讶的军事优先事项:美国海军对噬菌体的兴趣非常具体且有些出人意料:根管治疗。
研究单位首席科学总监达林·弗莱(Darrin Frye)博士解释说,海军希望尽量减少水手远离战场的时间,而牙科问题在海外可能带来独特的挑战。
根管治疗容易受到细菌感染。而特定细菌通常是罪魁祸首:在根管治疗失败的病例中,高达77%发现了粪肠球菌(Enterococcus faecalis)。
粪肠球菌是一种通常在我们的肠道中快乐生活、不会造成伤害的细菌,但当它出现在不该出现的地方时,可能会引起严重问题。除了牙科感染外,粪肠球菌还负责尿路感染、血液感染和心脏瓣膜感染,这些感染可能是致命的。
粪肠球菌对许多抗生素具有明显的抗药性,并且对一些作为最后手段使用的最强效抗生素也变得越来越耐药。
2024年,黄允和他的同事开始寻找粪肠球菌的"克星"。
由于粪肠球菌存在于我们的消化道中,黄允和他的团队认为他们可以在废水中找到这种细菌以及以它为食的噬菌体。
在从奥斯汀、阿灵顿和拉雷多的废水处理厂收集污水样本后,该团队分离并测序了14种新发现的噬菌体的基因组,其中包括一个全新的物种。这些结果于2025年8月发表在《微生物资源公告》上。
上个月,后续论文发表在《PLOS ONE》上。黄允及其团队的研究结果表明,14种新发现的噬菌体中有许多能有效消灭粪肠球菌,并可用于根管治疗的牙科清洁溶液。它们也可能对其他对传统抗生素具有抗药性的感染有效。
在为新噬菌体命名时,黄允将决定权交给了他的 fellow 研究人员、技术人员和NAMRU-SA的其他人,其中许多人是德克萨斯本地人。
"许多科学家,尤其是欧洲科学家,有着不同的思维方式,"黄允说,"他们使用拉丁语或一些复杂的东西。"
贡献者在白板上写下名称,然后进行投票以确定获胜者。未能入选的名称包括:Spurs、BigBend、Tractor、Biscuit和Brisket。
黄允曾担心负责在在线数据库中编目基因组的美国国家生物技术信息中心会拒绝他们提议的名称。但这些名称被正式接受了。
这些名称之后仍需经过国际病毒分类委员会的更全面审查。
黄允解释说,噬菌体最大的局限性在于它们的特异性。杀死一种细菌的噬菌体不会杀死其他细菌,而许多感染是多种细菌菌株同时存在的共同感染。弗莱博士补充说,在战伤中尤其如此。
黄允的团队已经找到了解决这个问题的一种方法。在早期工作中,他们改造噬菌体以携带抗菌肽基因,这些抗菌肽可以无差别地杀死细菌。当这些改造后的噬菌体感染其目标时,还会释放这些肽,能够杀死附近的其他细菌物种,有效地扩大了病毒的作用范围。
黄允表示,总体而言,这些发现增加了关于噬菌体作为抗生素"新前沿"的研究成果。
"最终,细菌将对我们发现的噬菌体产生抗药性,"黄允说,"但我们比细菌更聪明。"
【全文结束】

