在人類腸道這片比肩熱帶雨林的微觀世界中，除了數(shù)以萬億計的細菌，還潛伏著數(shù)量更為驚人的“隱形居民”——噬菌體（bacteriophages）。它們是專門感染細菌的病毒，而其中一大類被稱為“溫和噬菌體”的存在，長期以來如同“暗物質”般神秘：它們能將自身基因整合進宿主細菌的基因組中，進入休眠狀態(tài)（即前噬菌體），并在特定條件下被激活，爆裂而出，殺死宿主。

 

近日，一篇發(fā)表于《自然》（Nature）的重磅研究，終于揭開了這些“腸道幽靈”的真實面貌。來自莫納什大學等機構的研究團隊通過對252株人類腸道細菌的系統(tǒng)性挖掘，成功誘導并解析了125種溫和噬菌體，繪制出迄今最全面的腸道溫和噬菌體生態(tài)與進化圖譜，為未來精準操控腸道菌群、治療慢性疾病打開了全新通道。

 

深度挖掘：從252株腸道細菌中喚醒“沉睡的病毒”

為了全面捕捉這些隱匿的噬菌體，研究人員收集了來自人類糞便樣本的252種腸道細菌分離株，覆蓋了四大主要門類：放線菌門、厚壁菌門、變形菌門和擬桿菌門，確保了樣本的遺傳多樣性與生態(tài)代表性。

 

隨后，他們采用多種誘導策略“喚醒”潛伏的前噬菌體：

 

添加化學(http://www.weberwork.com/sell/l_9/)誘導劑（如絲裂霉素C、過氧化氫），模擬DNA損傷壓力；

改變培養(yǎng)條件，包括純培養(yǎng)與合成菌群共培養(yǎng)環(huán)境；

監(jiān)測噬菌體顆粒釋放與宿主裂解現(xiàn)象。

結果令人震撼：在不同誘導條件下，125種溫和噬菌體被成功激活，它們源自63種不同的噬菌體物種，分屬于多個已知噬菌體家族。這表明，人類腸道中的溫和噬菌體不僅普遍存在，且具備潛在活性，并非僅僅是“基因化石”。

 

生態(tài)密碼破解：它們不只是“殺手”，更是“調控者”

通過高通量測序與生物信息學分析，研究人員深入解析了這些噬菌體的基因組特征與生態(tài)行為：

 

條件性激活：許多噬菌體只在特定刺激下才被誘導，說明其生命周期受到精密調控。這種“開關機制”可能幫助噬菌體在復雜多變的腸道環(huán)境中擇機傳播。

宿主調控功能：部分噬菌體攜帶的基因不僅能增強自身存活，還可能影響宿主細菌的代謝、毒力或抗藥性。這意味著，噬菌體不僅是“寄生者”，更可能是塑造細菌行為的“幕后操盤手”。

進化利器現(xiàn)身：研究發(fā)現(xiàn)多個噬菌體攜帶多樣性生成逆轉錄元件（DGRs） ——一種能定向突變特定基因的分子機器。DGRs的存在暗示這些噬菌體具備快速適應新宿主或環(huán)境變化的能力，是其進化上的“加速器”。

群落級影響：在合成菌群實驗中，噬菌體的激活顯著改變了細菌群落結構。某些優(yōu)勢菌被清除，為其他菌種騰出生存空間，證實噬菌體在維持腸道微生態(tài)平衡中扮演關鍵角色。

從基礎發(fā)現(xiàn)到臨床應用：噬菌體工程的新紀元

這項研究的意義遠超學術范疇，它為多個前沿領域提供了堅實基礎：

 

微生物組工程：通過精準誘導或抑制特定噬菌體，科學家有望像“編輯代碼”一樣調控腸道菌群結構，用于改善菌群失調相關疾病，如炎癥性腸病（IBD）、腸易激綜合征（IBS）、肥胖甚至神經退行性疾病。

新型療法開發(fā)：溫和噬菌體可被改造為“智能載體”，攜帶治療性基因定向遞送至致病菌，實現(xiàn)精準抗菌而不傷益生菌，避免傳統(tǒng)抗生素的“無差別打擊”。

疾病 biomarker 探索：某些噬菌體的激活模式可能與特定疾病狀態(tài)相關，未來或可用于非侵入式診斷，例如通過糞便檢測預測腸道炎癥風險。

腸道健康的新維度：病毒也是“盟友”

長久以來，病毒常被視為“敵人”。但這項研究再次提醒我們：在復雜的生態(tài)系統(tǒng)中，病毒也是不可或缺的功能成員。溫和噬菌體通過調控細菌種群動態(tài)，在無形中維護著腸道的穩(wěn)定與健康。

 

正如研究團隊所言：“我們不再只是觀察‘誰在那里’，而是開始理解‘它們在做什么’以及‘如何被控制’。” 這項工作標志著人類對腸道微生物組的認知，正從“靜態(tài)圖譜”邁向“動態(tài)調控”的新時代。

 

未來某一天，當我們服用一粒“噬菌體調節(jié)劑”來修復受損的腸道菌群時，或許會想起今天這項破譯“腸道暗物質”的研究——它讓我們終于聽到了那些沉默病毒的“心跳”。