研究人员发现一种臭名昭著的霍乱菌株，其含有复杂的免疫系统以抵御病毒，这可能帮助它在整个拉丁美洲引发了毁灭性的流行病。
当我们想到霍乱时，大多数人脑海中浮现的是受到污染的水和在脆弱地区的悲惨爆发。但在幕后，霍乱细菌正在进行一场激烈的微观战争——这场战争可能影响流行病的进程。
霍乱细菌不仅与抗生素和公共卫生措施作斗争——它们还不断受到噬菌体（病毒）攻击，这些病毒感染并杀死细菌。这些病毒不仅影响个别感染；它们可以成就或毁灭整个流行病。实际上，某些噬菌体被认为通过杀死霍乱弧菌来限制霍乱爆发的规模和持续时间，这种细菌是引发该疾病的元凶。
自1960年代以来，第七次霍乱大流行由被称为“第七大流行El Tor”（7PET）的V. cholerae菌株驱动，这些菌株在全球范围内以连续的波浪式传播。在这场进化的军备竞赛中，细菌已经适应了抵抗，发展出针对这些噬菌体的防御机制。例如，许多细菌株携带移动遗传元件，使它们具备抗病毒工具。那么，为什么某些霍乱菌株能如此成功地躲避噬菌体攻击呢？这是否能够使病原体对人类群体的破坏性效应增强或改善？
有一个事件值得关注。在1990年代初，哈乱流行袭击了秘鲁和大部分拉丁美洲，感染了超过100万人，并造成了数千人死亡。导致这场疫情的菌株属于西非南美（WASA）谱系的V. cholerae。为什么这些WASA菌株会在拉丁美洲引发如此大规模的疫情，至今仍未完全理解。
洛桑联邦理工学院全球健康研究所的梅拉妮·布洛克什（Melanie Blokesch）团队的新研究揭示了这些菌株背后的一个秘密。该研究发表在自然微生物学期刊上，显示WASA谱系获得了多种不同的细菌免疫系统，这些系统保护其免受各种类型的噬菌体攻击。这一防御可能助长了拉丁美洲疫情的大规模。
研究人员查看了1990年代的秘鲁霍乱菌株，测试其对关键噬菌体的抵抗力，尤其是ICP1——一种在孟加拉国霍乱流行区被广泛研究的主要病毒，据信它能限制霍乱爆发。令人惊讶的是，秘鲁菌株对ICP1具有免疫力，而其他代表第七次流行病的菌株则不具备。
通过删除霍乱菌株DNA的特定部分，并将这些基因插入其他细菌菌株以测试其功能，团队在WASA菌株基因组中确定了两个主要的防御区域，即所谓的WASA-1前噬菌体和名为Vibrio第七次流行病岛II（VSP-II）的基因岛。这些基因组区域编码专门的抗噬菌体系统，这些系统共同作用，可以形成能够抵御噬菌体感染的细菌免疫系统。
其中一个系统，WonAB，触发一种“中止感染”反应，在噬菌体能够繁殖之前杀死被感染细胞，牺牲一些细菌以拯救更大的群体。这一策略与经典的细菌免疫系统（例如限制-修饰系统）不同，后者在噬菌体DNA进入细胞时会降解其DNA。“相反，它在噬菌体已经劫持霍乱细菌的细胞机器后停止噬菌体的复制，有效地将被感染的细菌锁定在对峙中——但至少噬菌体不会扩散，”该研究的首席作者大卫·亚当斯（David Adams）表示。
另外两个系统，GrwAB和VcSduA，各自提供不同的保护功能：GrwAB针对具有化学修饰DNA的噬菌体——这是噬菌体用来伪装其基因组并躲避其他细菌免疫系统的策略。VcSduA则对包括另一种常见“弧菌噬菌体”在内的不同病毒家族产生作用，提供多层次的保护，扩大了细菌群体的抗性谱。
实际上，WASA谱系的霍乱细菌拥有扩展的抗噬菌体防御系统，这使其能够抵抗广泛的噬菌体，除了保护其主要捕食性噬菌体ICP1外。
理解流行病细菌如何抵御噬菌体捕食至关重要，特别是随着噬菌疗法——利用病毒治疗细菌感染——重新受到关注作为抗生素治疗的替代方案。如果像V. cholerae这样的细菌能够通过获取病毒防御来增强传播潜力，这将重塑我们对霍乱控制、监测和治疗的方式。同时，它也强调了在研究和管理传染病爆发时考虑噬菌体与细菌的动态关系的重要性。
