噬菌体疗法常见的应用有什么？

随着多重耐药菌的出现，曾经被搁置的噬菌体疗法又重新出现在大众的视野。说起噬菌体疗法，大家的第一反应是不是利用噬菌体的杀菌特性来对抗多重耐药菌呢？其实，噬菌体疗法不仅是作为抗生素的替代品，还有很多其他应用，下面就让我们一起看看噬菌体疗法的用途吧。
1.噬菌体展示
1985年，Smith发现了噬菌体展示技术，并于2018年获得诺贝尔化学奖。噬菌体展示技术的原理是将外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。噬菌体展示在基因、疫苗及药物等治疗药物的传递中起着非常重要的作用。同时，噬菌体展示还可用于表位鉴定、靶向真核细胞、设计纳米材料、癌症的研究与治疗等方面。
2.基于噬菌体的疫苗
噬菌体颗粒具有诱导体液免疫和细胞免疫的能力，可作为低免疫原性疫苗的有效佐剂或纳米载体。噬菌体展示疫苗不需要佐剂，因为噬菌体本身具有免疫原性，可以作为天然佐剂。噬菌体的疫苗还具有免疫记忆，诱导T细胞，分泌Th1细胞因子并在肿瘤微环境下激活树突状细胞的功能。
3.癌症治疗
在合成生物学的年代，噬菌体不仅仅可用作抗生素的替代品，还可利用它进行基因传递和表达。事实上，抗癌噬菌体疗法并不是一项新兴技术，它已被使用很多年。丝状噬菌体F5被改造后可表达生长因子受体ErbB2，通过受体介导的内吞作用进入乳腺癌细胞，然后呈递和表达生长因子蛋白报告基因。AE37是人表皮生长因子受体蛋白的衍生蛋白，将其与λF7噬菌体的衣壳蛋白gpD结合。此类修饰的噬菌体能有效的作为抗肿瘤纳米药物，可显着减少小鼠乳腺癌模型中的肿瘤细胞。修饰后的噬菌体纳米粒子[λF7(gpD :: AE37)]可诱导真核免疫系统产生CD8+ T细胞，CD4+IL-4，IFNγ以及MHC II分子。这类嵌合噬菌体颗粒具有免疫原性和靶向抗肿瘤活性。其它一些研究试图使用基因编辑技术将药物、基因和蛋白靶向递送至哺乳动物细胞中。
4.神经退行性疾病
众所周知，噬菌体可以越过血脑屏障进入脑细胞，并通过其抗菌活性提供免疫。研究者试图利用噬菌体的这一特性寻找治疗神经系统疾病的方法。利用噬菌体的噬菌斑结合能力，已建立了对阿尔茨海默症和帕金森病的治疗方法。已有研究表明，使用M13丝状噬菌体可以展示抗β淀粉样抗体。与α-突触核蛋白和β-淀粉样斑块结合的噬菌体促进了帕金森和阿尔茨海默病中错误折叠蛋白的降解和去除。
5.噬菌体蛋白组的开发
除了使用完整的噬菌体颗粒，噬菌体产物（蛋白质）的研究也在进行，用以取代完整的噬菌体。一些用于细菌裂解的噬菌体蛋白如下：a.溶菌酶(Lysozyme)是一种从噬菌体fXo411中分离出来的蛋白，可裂解细菌的细胞壁，在裂解试验中成功观察到细菌浓度降低。b.内溶素(Endolysin)是噬菌体的另一种蛋白，可裂解宿主菌的细胞壁，从而导致宿主菌的死亡。目前已使用的噬菌体内溶素主要有：抗炭疽芽孢杆菌的PlyPH和PlyG，抗鲍曼不动杆菌的PlyF307，抗金黄色葡萄球菌的LysGH15和Ply187，以及抗表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌和肠球菌的LysK。一个广谱的噬菌体内溶素ABgp46可裂解鼠伤寒沙门菌、铜绿假单胞菌和多重耐药鲍曼不动杆菌。c.从噬菌体K中分离到的溶菌酶对金黄色葡萄球菌具有活性。d.P22的tail spike蛋白能对抗肠出血性链球菌。一些T4相关的噬菌体的基因组和基因产物被作为微生物基因组进化的窗口。