在19世紀(jì)末，英國(guó)細(xì)菌學(xué)家歐內(nèi)斯特·漢金報(bào)1 ，印度的恒河和Jumna河流的水域顯示的挫敗霍亂蔓延的抗菌性能。但直到1917年，當(dāng)巴黎Institut Pasteur的微生物學(xué)家Felix d'Herelle首次描述了能夠感染細(xì)菌的病毒時(shí)，噬菌體一詞就被創(chuàng)造出來(lái)了。噬菌體是一種病??毒，它們將自身附著在細(xì)菌表面的特定受體上，使它們進(jìn)入它們的宿主，在它們內(nèi)部繁殖，并經(jīng)常殺死它們。每種類型的噬菌體只能感染具有它們可以結(jié)合的受體的細(xì)菌，使它們對(duì)某些類型非常特異。

在短時(shí)間內(nèi)，噬菌體顯示出作為抗菌療法的希望。但是，隨著d'Herelle的發(fā)現(xiàn)大約15年后抗生素的出現(xiàn)，大多數(shù)西方世界將注意力轉(zhuǎn)向抗生素，大部分都放棄了噬菌體研究。

但在4月份，世界衛(wèi)生組織(WHO)發(fā)出警告，警告過(guò)度使用會(huì)導(dǎo)致抗生素耐藥性的未來(lái)。

在有數(shù)據(jù)提供的阿拉伯國(guó)家中，沒有一個(gè)國(guó)家報(bào)告有抗微生物藥物耐藥性的國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃，而據(jù)報(bào)道，在世界衛(wèi)生組織東地中海區(qū)域的21個(gè)國(guó)家中，有9個(gè)國(guó)家沒有處方抗生素。

抗生素替代品

這些國(guó)家中有埃及，濫用抗生素引起了一些埃及研究人員的關(guān)注，他們將噬菌體視為抗生素替代品。

“我曾多次與科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金會(huì)(STDF)和[科學(xué)研究與技術(shù)研究院]討論過(guò)需要投入大量資金進(jìn)行埃及的噬菌體研究，”艾因夏姆斯大學(xué)農(nóng)業(yè)病毒學(xué)家塔雷克說(shuō)。 El-Arabi，“因?yàn)檫^(guò)度使用抗生素來(lái)控制動(dòng)物的細(xì)菌性疾病現(xiàn)在已經(jīng)失去控制。”

STDF已經(jīng)向位于開羅郊外的Zewail科技城的一個(gè)項(xiàng)目提供了150萬(wàn)埃及鎊(約200,000美元)，以開發(fā)一種基于噬菌體的工具，可以檢測(cè)和識(shí)別來(lái)自食物鏈和醫(yī)院的樣本中的致病菌。

過(guò)度使用抗生素來(lái)控制動(dòng)物的細(xì)菌性疾病現(xiàn)在已經(jīng)失去控制。

此外，埃及科學(xué)研究和技術(shù)研究院通過(guò)其歐盟資助的研究，開發(fā)和創(chuàng)新計(jì)劃，授予El-Arabi實(shí)驗(yàn)室444,000歐元，用于尋找感染埃及番茄和馬鈴薯植物的各種病原體的天然拮抗劑。作為該項(xiàng)目的一部分，El-Arabi和他的團(tuán)隊(duì)與德國(guó)和奧地利的研究所合作，分離出噬菌體并對(duì)它們進(jìn)行了針對(duì)細(xì)菌青枯菌和沙門氏菌的檢測(cè)。

El-Arabi還監(jiān)督其他幾個(gè)與噬菌體有關(guān)的研究生研究項(xiàng)目。一名碩士生正在使用噬菌體外套來(lái)保護(hù)細(xì)菌根瘤菌，這種細(xì)菌對(duì)豆類和小扁豆等豆科植物有益于噬菌體的攻擊。它們是噬菌體通常結(jié)合的阻斷受體，因此“當(dāng)野生噬菌體在環(huán)境中遇到細(xì)菌時(shí)，它們將無(wú)法與宿主結(jié)合，”El-Arabi解釋說(shuō)。

另一名學(xué)生正與加拿大圭爾夫大學(xué)的一位同事合作，分離他們希望可以控制艱難梭菌的噬菌體，這是一種影響消化系統(tǒng)的抗性細(xì)菌。

El-Arabi還與Zewail City科技大學(xué)的微生物學(xué)家Ayman El-Shibiny合作。El-Shibiny的實(shí)驗(yàn)室專門致力于研究噬菌體的研究工作。

“我們?cè)诎＜坝幸粋€(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題，抗生素抗性細(xì)菌，”El-Shibiny說(shuō)。他敦促說(shuō)：“我們必須執(zhí)行禁止銷售抗生素的法規(guī)，并建立一個(gè)連接埃及所有醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)，以確定任何爆發(fā)和任何致病菌。”

El-Shibiny正在從周圍的埃及環(huán)境中分離噬菌體，希望能找到該國(guó)特有的細(xì)菌噬菌體。他說(shuō)，他的目標(biāo)是在Zewail市建立一個(gè)噬菌體銀行，并在埃及和阿拉伯地區(qū)建立第一個(gè)專門的研究中心進(jìn)行噬菌體治療。

除了他的STDF資助的項(xiàng)目，使用噬菌體作為食物鏈和醫(yī)院中病原體的快速檢測(cè)工具，El-Shibiny還致力于創(chuàng)建一種可用于傷口感染和糖尿病患者的噬菌體混合物。腳，糖尿病患者的危險(xiǎn)感染，可導(dǎo)致壞疽和強(qiáng)迫截肢。

再往北在埃及富饒的三角洲地區(qū)，Zagazig大學(xué)的微生物學(xué)家艾哈邁德·阿斯科拉(Ahmed Askora)一直將醫(yī)院廢水中的噬菌體與目標(biāo)銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)隔離開來(lái)，銅綠假單胞菌是一種可導(dǎo)致人類危及生命的感染的細(xì)菌。

Askora成功地在感染細(xì)菌的大鼠身上測(cè)試了他的噬菌體，并且正處于法國(guó)巴黎南部大學(xué)噬菌體基因組測(cè)序的最后階段，以確定負(fù)責(zé)殺死細(xì)菌的特定基因。“全基因組測(cè)序需要埃及無(wú)法提供的非常具體的設(shè)備，”Askora解釋說(shuō)。

通過(guò)鑒定負(fù)責(zé)細(xì)菌裂解的基因，Askora希望用它來(lái)開發(fā)商業(yè)用途的治療產(chǎn)品，這個(gè)目標(biāo)還需要幾年的時(shí)間。

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)

全基因組測(cè)序需要埃及無(wú)法提供的非常具體的設(shè)備。

來(lái)自開羅大學(xué)藥學(xué)院的微生物學(xué)家Ramy Aziz對(duì)基因組測(cè)序后的噬菌體研究階段特別感興趣。他曾參與PhAnToMe發(fā)展(pH值年齡的符號(hào)，以 OLS和我 thods)，2009年至2012年間在美國(guó)創(chuàng)建了一個(gè)噬菌體數(shù)據(jù)庫(kù)。

根據(jù)Aziz的說(shuō)法，數(shù)據(jù)庫(kù)的資金已經(jīng)結(jié)束，但它仍在不斷更新，現(xiàn)在它擁有2000多種噬菌體的基因組序列，使其成為最全面的噬菌體數(shù)據(jù)庫(kù)之一。

PhAnToMe包含一種工具，可幫助識(shí)別已注入細(xì)菌基因組內(nèi)的噬菌體基因組材料。Aziz在該工具開發(fā)中的作用是幫助軟件開發(fā)人員“教授”該程序如何以合理的準(zhǔn)確度區(qū)分噬菌體基因組材料。

Aziz培訓(xùn)世界各地的科學(xué)家進(jìn)行噬菌體基因組分析，作為該領(lǐng)域?yàn)閿?shù)不多的專家之一。他還熱衷于培訓(xùn)他在開羅大學(xué)的學(xué)生使用計(jì)算機(jī)程序來(lái)識(shí)別噬菌體基因組序列。他說(shuō)，基因組分析需要大量的知識(shí)和許多人力資源 - 開羅大學(xué)的大型學(xué)生團(tuán)體可以充分提供這些資源。Aziz最近是一個(gè)大型國(guó)際團(tuán)隊(duì)的成員， 該團(tuán)隊(duì)在人類腸道中發(fā)現(xiàn)了2種最豐富的病毒crAssphage，他們認(rèn)為這種病毒以Bacteroides為宿主。

埃及確實(shí)似乎是一個(gè)日益增長(zhǎng)的噬菌體研究中心，但阿拉伯世界其他地區(qū)的科學(xué)家們對(duì)該地區(qū)表現(xiàn)出了興趣 - 盡管它們之間的聯(lián)系微不足道。

在卡塔爾的卡內(nèi)基梅隆大學(xué)，生物化學(xué)家Annette Vincent和她的本科學(xué)生Umm-Kulthum Umlai驚訝地成功地從大學(xué)周圍干燥干旱的沙地中分離出針對(duì)Athrobacter woluwensis的噬菌體。在通常被大量氯殺死之前，該細(xì)菌用于廢水處理中的脫氮和去磷酸化。文森特希望他們的噬菌體可以為卡塔爾的廢水處理提供更安全的氯替代品。

©Ayman El-Shibiny

在貝魯特美國(guó)大學(xué)，生物化學(xué)家和生物學(xué)副教授科林史密斯正在研究RNA-蛋白質(zhì)相互作用以及這些大分子相互作用如何發(fā)展。一些噬菌體通過(guò)RNA-蛋白結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)它們的基因表達(dá)，噬菌體提供了有趣的RNA-蛋白質(zhì)相互作用和系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)例，用于顯示遺傳漂變?nèi)绾螌?dǎo)致新的識(shí)別模式。小的，特異性的RNA-蛋白質(zhì)相互作用發(fā)生在其他病毒中，包括HIV，并且了解識(shí)別如何發(fā)展可以提供對(duì)病毒如何適應(yīng)新宿主的深入了解。

這一研究領(lǐng)域在該地區(qū)繼續(xù)增長(zhǎng)，其他國(guó)家，如突尼斯和沙特阿拉伯，也開展了關(guān)于噬菌體的研究計(jì)劃。

El-Arabi表示，埃及病毒學(xué)會(huì)希望在2016年底舉行的下一屆阿拉伯區(qū)域會(huì)議上組織關(guān)于噬菌體研究的會(huì)議。他希望這將為在該領(lǐng)域開展研究的阿拉伯科學(xué)家之間建立更好的網(wǎng)絡(luò)打開大門。“我們不知道誰(shuí)在做什么，”他說(shuō)。他解釋說(shuō)，阿拉伯地區(qū)的許多研究人員在當(dāng)?shù)仄诳习l(fā)表他們的工作，而該地區(qū)的其他同事無(wú)法訪問(wèn)。通常只有當(dāng)研究達(dá)到影響較大的期刊時(shí)，同事才能意識(shí)到自己的工作。就該地區(qū)的噬菌體研究而言，這一級(jí)別的出版仍然有限。

El-Arabi認(rèn)為埃及可以成為“噬菌體研究的核心”，因?yàn)樵搰?guó)的法律法規(guī)允許在歐洲國(guó)家的法律體系下更難以進(jìn)行的動(dòng)物和組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。“例如，只要涉及動(dòng)物福利的其他道德要點(diǎn)，我們對(duì)試驗(yàn)次數(shù)或每次試驗(yàn)中使用的動(dòng)物數(shù)量沒有特定限制，”他解釋說(shuō)。“其次，對(duì)于田間應(yīng)用，許多農(nóng)民通常愿意讓我們嘗試新方法來(lái)控制植物細(xì)菌病原體。”他解釋說(shuō)，這可以研究噬菌體的毒性及其對(duì)疾病的影響。

El-Arabi認(rèn)為，對(duì)于對(duì)噬菌體研究感興趣的埃及研究人員在一項(xiàng)大型研究中進(jìn)行合作將是有益的，其結(jié)果最終可以提交給政府官員，使他們相信這一研究領(lǐng)域的重要性。

他說(shuō)，還需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候解決缺乏批準(zhǔn)噬菌體產(chǎn)品許可的監(jiān)管機(jī)制的問(wèn)題。