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A virus that could heal people

2021/4/28
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Unexplainable

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
N
Nicola Twilley
N
Noam Hassenfeld
Topics
Noam Hassenfeld: 本期节目讨论了抗生素耐药性日益严重的问题,以及噬菌体疗法作为潜在解决方案的可能性。节目中介绍了抗生素耐药性感染的严重性和日益增长的死亡人数,强调了寻找替代疗法的紧迫性。同时,节目也探讨了噬菌体疗法的局限性,例如噬菌体的特异性以及对噬菌体了解有限等。 Nicola Twilley: 详细解释了什么是噬菌体,以及噬菌体如何攻击细菌。她描述了噬菌体疗法的基本原理,即利用噬菌体杀死感染人体的细菌。她还介绍了噬菌体疗法的实际应用,包括寻找合适的噬菌体以及将噬菌体用于治疗患者的案例。此外,她还讨论了噬菌体疗法面临的挑战,例如噬菌体的特异性、研究的滞后以及噬菌体潜在的危险性。她指出,虽然噬菌体疗法具有巨大的潜力,但要将其广泛应用于临床,还需要进行大量的研究。 Noam Hassenfeld: 节目中还探讨了噬菌体研究的历史,以及为什么西方国家对噬菌体研究起步较晚。节目指出,由于噬菌体研究与纳粹和共产主义的联系,以及抗生素的简单易用性,导致噬菌体研究在西方国家长期被忽视。节目还讨论了噬菌体疗法的局限性,以及如何克服这些局限性。最后,节目强调了对噬菌体进行研究的重要性,不仅是为了应对抗生素耐药性危机,也是为了更好地理解整个生物生态系统。

Deep Dive

Chapters
The episode discusses the severe issue of antibiotic resistance, highlighting its classification as the greatest and most urgent global risk by the United Nations in 2016. It emphasizes the increasing mortality rates due to drug-resistant infections and the role of human practices in accelerating bacterial resistance to antibiotics.

Shownotes Transcript

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委员会。您将听到前美国检察官乔伊斯·凡斯和芭芭拉·麦克奎德、法律学者雷切尔·巴尔科、前联邦调查局特别探员阿舍尔·曼加帕以及我,当然还有我,伊莱·霍尼格,前检察官和 CNN 高级法律分析师的评论。通过订阅您最喜爱的播客应用程序,每周两次收听《委员会》的评论。那就是委员会,C-O-U-N-S-E-L。……

这是无法解释的。我是诺姆·哈森费尔德。几周前,我联系了尼古拉·特威利。她是《纽约客》的特约撰稿人,她带来了一些坏消息。我不愿再给人们添乱,但抗生素耐药性确实是一个问题。抗生素耐药性是一个大问题。2016年,联合国宣布抗生素耐药性是最大和最紧迫的全球风险。

情况很糟糕,而且越来越糟。

一些科学家称之为“慢动作海啸”。这并不是什么模糊的未来威胁。我认为,每年已有70万人死于耐药性感染。预计到2050年,这一数字将上升到1000万。世界正走向后抗生素时代,常见的感染将再次导致死亡。

我们可能不会三思而后行的外科手术可能会变得越来越致命。研究人员估计,如果没有抗生素,每七个接受常规髋关节置换手术的人中就有一人会死于耐药性感染。面对患者的医生将不得不这样说:“对不起,我无能为力。”

更糟糕的是,这是我们自己造成的。许多细菌对抗生素产生了耐药性,因为我们过度使用它们,而且使用方式不当。通过给猪仔喂食含有抗生素的牛奶,它们在三到六天后断奶。我们给我们的鸡喂了抗生素。一吨食物中加入一勺抗生素粉。

食物将使鸡的生长增加10%。我们把它用在了所有东西上。人们几乎因为脚趾擦伤而服用抗生素。一些估计表明,所有处方的抗生素中,有50%是不应该服用或使用不当的。当然,这样做只会加快进化速度,而细菌是生物实体。它们正在进化。最终,它们会想出

如何抵抗抗生素。但尽管如此,可能还是有一些好消息。现在最大的希望是,我们可以利用每天在野外杀死无数细菌的东西,并将其用于我们自己的用途。这些细菌杀手被称为噬菌体。这里的潜力巨大。但我们对它们一无所知。我们无知的范围相当广阔。

他们称之为病毒暗物质。这是完全未知的遗传密码,只存在于噬菌体的基因组中。如果我们能弄清楚如何使用噬菌体,这种病毒暗物质可能是我们未来的关键。我们知道它们的存在。我们知道其中一些噬菌体可以杀死我们想要杀死的细菌。唯一的问题是我们不知道如何使用它们来做我们想做的事情。

好的,尼古拉,你最近为《纽约客》撰写了一篇文章,内容是关于噬菌体这种巨大的、未开发的医学潜力。但在我们开始之前,让我们从最基本的东西开始。噬菌体到底是什么?噬菌体是一种攻击细菌的病毒。全名是噬菌体。噬菌体部分来自希腊语,意思是“吃”,因为它们有点像吃细菌。

所以细菌就像我们一样。他们也必须担心病毒。哦,是的。我的意思是,每一种生命王国都有其自身的病毒补充。因此,人类显然会受到病毒的攻击,正如我们在 COVID-19 中所看到的那样。植物和动物也有自己的病毒。事实证明,细菌也是如此。它们有噬菌体,它们是只攻击细菌的病毒。它们是什么样的?

哦,它们非常非常小。它们比我们眼睛能够看到的最小物体小约 100 倍。因此,它们甚至比细菌还要小得多,而细菌已经在我们可以用显微镜看到的边缘。因此,当您看到噬菌体时,您要么通过这种电子显微镜看到它,要么看到它对细菌做了什么。所以你会看到培养皿上的清晰斑块,在那里它杀死了周围的所有细菌。

攻击细菌是什么意思?这究竟是如何发生的?当它们找到合适的细菌时,它们就会附着在上面。它们将它们的基因组注入细菌。而基因组是一套制造更多噬菌体粒子的指令。

有时它们会劫持细菌自身的机制来做到这一点。有时它们有自己的一点机制。但基本上,它们开始制造更多的噬菌体,当噬菌体足够多时,细菌细胞就会爆炸,噬菌体就会出去寻找更多细菌来感染。

好的,所以它的工作方式有点像冠状病毒在我们体内的工作方式,比如复制自身并在途中破坏东西?是的,病毒会复制自身并破坏东西。我认为这是对病毒行为的很好概括。它们杀死了多少细菌?它们多久做一次?它们整天都在日夜不停地杀死细菌。

据估计,它们每 48 小时会杀死世界上一半的细菌。因此,它们非常高效的细菌杀灭机器。

我们知道有多少噬菌体吗?没有人确切知道有多少噬菌体,但数量很多。一项估计表明,有 1000 万万万亿个噬菌体。这比地球上所有其他生物(包括细菌)的总和还要多。世界上每一粒沙子都有数万亿个噬菌体。细菌能否像对抗生素那样进化出对噬菌体的抗性,或者噬菌体能否像进化回来一样?

哦,是的。所以这是另一件事。我们不会用完噬菌体,因为它们也会不断进化。我的意思是,它们已经进行了数千年的战斗,而且还没有用完招数。因此,噬菌体总能找到感染细菌的方法。因此,总会有新鲜的噬菌体供应可以攻击任何给定的细菌。

好的,那么我们应该如何看待噬菌体的医学潜力?嗯,这个想法非常非常简单。敌人的敌人就是我的朋友,这是核心思想。如果您有一种正在感染您并给您带来某种麻烦的细菌,则

这个想法是,如果您找到了合适的噬菌体,它可以附着在该细菌上并杀死它,您就可以消灭该细菌。完成了。所以在这一层面上,这是一个非常非常直接的想法。好的。我想这并不是

在实践中很容易做到?嗯,是的,就像生活中的所有事情一样。关于噬菌体,有一点既是优点也是缺点,那就是噬菌体非常非常特异性。一种会攻击特定类型的大肠杆菌的噬菌体不会接触金黄色葡萄球菌。这意味着您必须确切知道是什么细菌是您的问题,并且

然后找到合适的噬菌体来攻击它。仅仅是这种匹配机制就是一个使其变得困难的步骤。那么这现在只是一个理论上的东西吗?有人真的在获得医学噬菌体吗?嗯,我遇到过一个患有耐药性细菌感染的人。

他的名字叫约瑟夫·布纳瓦奇。他现在 18 岁,住在洛杉矶北部。他经历了无数次手术,被打开,被切开。他切除了半截结肠。当医生试图清除感染在他体内潜伏的地方时,但它每隔几周、几个月就会复发。

他们给他输注足够的抗生素以降低感染水平,但这永远无法杀死感染,因此它会复发。我的意思是,他的传染病专家对我说:“我不敢相信他一年前还没死。我的意思是,他仍然活着是没有道理的。”是什么让他病得这么厉害?没有人知道。这是他病情神秘的一部分。没有任何方法有效,因此噬菌体是最后的紧急手段。

像约瑟夫这样的人如何获得噬菌体?是药丸吗?是注射器吗?噬菌体的剂量方式可能因问题而异。就约瑟夫而言,他通过静脉注射获得它们。它们溶解在小注射器中,并注射到他手臂上的一个端口中。哦,所以他已经得到噬菌体了?是的。我想说的是,我第一次见到他是在 2019 年秋季。

由于各种原因,获得噬菌体需要很长时间,我们可以讨论这些原因。但他终于在今年年初开始了噬菌体疗法。他刚刚完成了疗程。我实际上与他的传染病医生艾米丽·布洛杰特发短信,她告诉我,目前看起来非常好,但她需要几周时间才能确定。

那么这种疗法目前仍然是小规模的吗?嗯,目前,它非常有限。它仅用于这些紧急用途。如果您觉得需要,您不能只是去看医生并获得噬菌体。您必须处于其他方法无效的紧急情况下,然后您的医生必须填写文件。老实说,要超越这一点会很复杂,

因为我们目前有很多未知之处。FDA 无法批准噬菌体作为一种可供所有人使用的药物。休息后,事实证明希特勒和斯大林部分应为我们缺乏噬菌体研究负责。此外,如何从在河里寻找噬菌体到可以实际用作药物的噬菌体。对无法解释的支持来自 Greenlight。

有孩子的父母告诉我,时间过得很快。在你意识到之前,你的孩子已经长大了,他们有了自己的信用卡,而且他们不知道如何使用它。但你可以帮忙。如果您想让您的孩子尽早获得一些金融知识,

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无法解释。好的,尼古拉,我们回来了。休息之前,您正在解释噬菌体如何成为抗生素耐药性感染的潜在解决方案。但您也说我们仍然对它们知之甚少。这是我们仍然没有达到很多人可以接受噬菌体疗法的地步的主要原因吗?奇怪的是,尽管我们已经了解噬菌体超过一个世纪了,但在西方,我们实际上只是将它们作为一种疗法进行研究。

在过去的三年、四年、五年里,我们在噬菌体作为可以治疗患者感染的东西方面的研究非常落后。

那么噬菌体是什么时候被发现的呢?嗯,噬菌体于 1917 年首次被命名。它们早些时候就被注意到了,但这是第一次有人说,有一些东西,噬菌体,正在吞噬这些细菌并留下死区。那么是谁首先注意到这一点的呢?所以是一个叫费利克斯·达雷尔的人,他是一位自学成才的科学家,

也是一个局外人。他似乎性格有点古怪。好的。就像许多具有前瞻性思维的科学家一样,我想。没错。

有趣的人物。但他确实发现了这些噬菌体,并立即开始大力宣传它们,就像它们将治愈一切一样。斯大林对噬菌体的潜力非常感兴趣,并邀请费利克斯·达雷尔来建立一个噬菌体研究所。正因为如此,并且因为噬菌体的第一张照片是在 30 年代的纳粹德国拍摄的,所以存在这种……

缺乏对噬菌体的认识

在西方。德国和苏联士兵在第二次世界大战期间实际上在他们的急救包中携带噬菌体。哦,哇。我的意思是,人们正在使用它。哦,是的。他们会将噬菌体涂抹在战场上的伤口上。然后在第二次世界大战之后,它们与纳粹和共产主义者联系在一起。抗生素在西方已经完全确立。除了

在苏联。这就像抗生素和噬菌体之间几乎存在一个岔路口,而西方选择了抗生素。这种纳粹和斯大林主义的历史是噬菌体衰落的主要原因吗?

一定还有更多原因,对吧?是的,这是因为噬菌体很复杂,我们喜欢简单的解决方案。第二次世界大战后在西方,抗生素盛行。对于这种类型的败血症,青霉素是一种可靠的武器。它们看起来很神奇。你不用担心。我们一周后就会把她送走。抗生素如此吸引人的一点是,它们可以杀死各种细菌。每天给她服用五次这种抗生素。

我认为你会没事的,凯西。我认为抗生素就像一把锤子,你的感染就像一颗钉子,锤子就能起作用。它完成了工作。你甚至不需要了解你有什么特殊的感染。你只需要……

用锤子敲钉子,工作就完成了。您不必经历寻找适合这些细菌的正确噬菌体的整个复杂过程。我的意思是,噬菌体和细菌是具有生态系统关系的,我们试图协调这种关系,而我们不知道自己在做什么。因此,如果噬菌体是我们需要弄清楚如何协调的野生事物,

你在哪里找到它们?它们无处不在。你可以从任何地方得到它们。但是,如果您想要一种可以杀死通常对人们造成问题的细菌的噬菌体,那么您真正想要寻找噬菌体的地方是肮脏的地方。好的。什么样的地方?所以我必须去寻找噬菌体。我买了一双新的……

我有橡胶靴。在我居住的南加州,噬菌体狩猎的最佳时间是在降雨之后,因为排水系统将不堪重负,污水将直接被排出。你找到你的……

浑浊的水域。你拿一个小的试管,取一点水样,然后带回实验室。回到实验室后你会做什么?如果您只想了解其中有什么,您只需对 DNA 进行测序。如果您想看看您是否有可以用来杀死特定细菌的噬菌体,那么您所做的是获得该细菌,

将其放在培养皿上,然后将您纯化的噬菌体的小块滴在其上,然后等待看看会发生什么。您基本上是在测试噬菌体是否能够杀死这种特定细菌?是的,如果您成功了,您就会回来,并且会出现一些清晰的斑块,那里不再有细菌生存了。

好的,我们与纳粹德国和苏联的这种联系可能阻碍了研究。我们还发现噬菌体非常复杂,与我们使用抗生素的锤子和钉子模型完全不同。这里还有其他缺点吗?例如,噬菌体危险吗?是的。许多噬菌体只是进入并开始复制自身。但有些噬菌体只是……

闲逛并将它们的 DNA 插入细菌 DNA 中。这些噬菌体负责将霍乱细菌变成杀死人类的东西。噬菌体进入,赋予霍乱细菌所谓的毒力,

所以它们不是我们的朋友。它们只是我们敌人的敌人。而我们的敌人的敌人,我想,也很容易成为我们的敌人。是的,它们可以。我的意思是,有很多悬而未决的问题。当有很多悬而未决的问题时,我们可能会造成意外伤害的可能性很高。

好的,既然我们知道所有这些阻碍广泛使用噬菌体疗法的因素,而且有很多因素,您认为这会在我们的近期未来实现吗?去看医生并获得噬菌体?我认为在短期内,它们将越来越多地用于紧急情况,因为我们正在耗尽其他选择。

需要进行大量研究,但认为它们会取代我们大多数人的抗生素,或者它们会在短期内对我们大多数人可用,我认为这是痴人说梦。我认为至少需要十年时间。如果这仍然是一个长期的目标,我认为我们必须从

我想,扩大我们的研究重点,对吧?我的意思是,你在开头称它为病毒暗物质。我想除了医学之外,还有很多其他理由要研究它,对吧?是的。即使这不会在未来五年内变成可供所有人使用的疗法,我们也确实需要进行这项研究

首先,因为抗生素耐药性是一场巨大的危机。因此,让我们现在就建立我们需要的工具,以免我们用完抗生素。其次,因为噬菌体就像操纵着我们周围所有细菌的木偶大师。而我们周围的所有细菌都在塑造着我们周围的环境、我们的健康、土壤的健康、我们周围动植物的健康。所以……

这是了解整个生物生态系统如何运作的关键。如果我们掌握了它们实际在做什么,并且能够按下一些杠杆并了解噬菌体将如何反应,我们将能够做一些令人惊奇的事情。因此,这项研究值得去做。里面会有金子。♪

尼古拉·特威利是《腹足类动物》的节目主持人,这是一个通过科学和历史视角来考察食物的播客。她今年夏天还将出版一本新书。书名是《直到证明安全:检疫的历史与未来》。本集由诺姆·哈森费尔德制作。我们得到了吉利安·温伯格、布莱恩·雷斯尼克和我们的高级制作人梅雷迪思·霍德诺特的编辑。♪

诺姆创作了音乐,克里斯蒂安·阿亚拉负责混音和声音设计。我还有一些事实核查和一些额外的帮助,来自曼丁·阮。本周,就像每周一样,伯德·平克顿梦想着海洋。还要感谢阿曼达·诺斯鲁普、劳伦·卡茨和丽兹·凯利·尼尔森,Vox 音频的副总裁。

本集是 Vox 地球月最后一个节目。访问 vox.com/earth month 查找有关地球的众多其他 Vox 播客的链接。随意发送您的想法。我们的邮箱是 [email protected]。无法解释是 Vox Media Podcast Network 的一部分。我们下周三将在您的订阅源中回归。