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防治犬猫胃肠道疾病的新武器：噬菌体的防治机理

来源：萌宠菠菠乐园时间：2024-08-19 02:03

本期文章紧接上篇文章防治犬猫胃肠道疾病的新武器：什么是噬菌体？，和大家分享：防治犬猫胃肠道疾病的新武器：噬菌体的防治机理！

噬菌体是可以侵染原核生物的病毒。存在细菌宿主的地方就存在噬菌体，对于宠物而言，肠道中就存在着大量噬菌体。

噬菌体杀灭细菌的主要原理是：噬菌体“吸附”在宿主细菌细胞膜上，通过外部结构（如尾部纤维）与宿主细菌受体相互作用，从而通过尾部的酶将噬菌体的DNA注入到宿主细菌细胞内。在以上的过程中，噬菌体衣壳保留在细菌细胞外，噬菌体的DNA遗传物质位于宿主细菌细胞体内，以两种形式存在：

第一种：烈性噬菌体，噬菌体利用宿主细菌的复制机制产生更多的噬菌体病毒体，然后通过裂解宿主细菌的方式，将细菌消灭。

第二种：温和噬菌体，噬菌体基因组整合到宿主细菌的染色体中，并保持休眠状态，与细菌基因组一起复制，并将细菌消灭。

宿主细菌微生物的阻遏蛋白水平的下降或DNA损伤的出现，就是因为噬菌体对宿主细菌基因组的稳定性构成了威胁和破坏，这就是噬菌体能够消灭细菌的第一原理。

虽然噬菌体对宿主细菌具有良好的杀灭作用，但是细菌与噬菌体之间也存在博弈关系。

细菌可以通过突变下调表达或丢失特异性受体、产生细胞外聚合物或荚膜来掩盖噬菌体受体；但噬菌体也可以识别新受体或迅速适应突变受体。

有尾噬菌体的尾部含有内切唾液酸酶，这使它们能够消化被掩盖受体的细胞外聚合物。

噬菌体进入细菌细胞后，噬菌体会遇到限制性内切酶系统，该系统会采用限制性内切酶裂解外来核酸，而细菌DNA受甲基化保护；噬菌体可以通过改变限制性位点或主动使其自身DNA甲基化来抵抗这种防御系统。

比如，宠物上梭菌性肠炎主要就是梭菌产生的外毒素导致宠物发病甚至死亡，对应的噬菌体就必须选用具有抗毒素的噬菌体进行治疗。噬菌体通过表达产生抗毒素的物质来清除梭菌产生的毒素，从而起到良好的治疗效果。

细菌的CRISPR-Cas系统能够识别和切割与RNA序列匹配的噬菌体基因组；对应的是，噬菌体可产生抗CRISPR-Cas系统的蛋白，可通过抑制其蛋白复合物的成分来阻止细菌CRISPR-Cas系统免疫。

同时，噬菌体还可以在基因型、表型和群落水平上驱动宠物肠道微生物多样性，影响肠道菌群之间的竞争并维持肠道健康的细菌多样性。

噬菌体除了直接杀灭宿主细菌外，还可以通过调节宠物自身免疫力来实现良好的治疗效果。

噬菌体可以间接调节宠物免疫系统，从而降低病原微生物的感染力。

比如，噬菌体可以与犬猫的很多病毒具有很多共同共同特征，犬猫就可以提前获得免疫力，从而对外来病毒性疾病提前产生抗体，起到预防作用。

溶源性噬菌体可以在修饰细菌的DNA时，通过溶源性转化提高细菌的适应性，从而促使宠物胃肠道中有益菌增加。

比如，乳杆菌、大肠杆菌和拟杆菌的噬菌体可以通过肠道内的先天宿主受体来诱导干扰素的产生，从而触发噬菌体和细菌的特异性免疫。

噬菌体制剂激活宠物宿主免疫的另一个关键因素是内毒素的存在，内毒素是免疫的强力诱导剂。

比如，在宠物的呼吸道感染中，特定噬菌体的存在会大大降低宠物的感染性，从而减轻病情。

近年来，随着噬菌体生物技术的发展，药物可附着在噬菌体表面，当噬菌体到达靶位时释放。这也说明，噬菌体和抗生素的联合使用会达到协同效果。

比如，在宠物领域的应用表明，特定的噬菌体能靶向大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等病原菌，提供高浓度的药物，从而实现快速高效杀灭病原菌的作用。

多功能噬菌体制剂，不仅可将药物输送到特定部位，还可通过调节肠道微生物群(即减少致病菌数量，促进有益菌生长)来提高治疗效果。

这种新颖便捷的给药途径，在未来必将在宠物上得到广泛应用。

下期文章将和大家分享：防治犬猫胃肠道疾病的新武器：噬菌体的疗法。敬请期待！