美国犹他大学健康中心研究团队发现，细菌能够通过识别病毒自身必需的一种酶活动来判断自己是否遭到入侵，从而启动强大的免疫防御系统。这项发现不仅揭示了细菌抗病毒机制中的重要环节，还有望帮助科学家开发更有效的噬菌体疗法，对抗日益严重的抗生素耐药性问题。研究成果已发表在《科学》期刊上。
近年来，专门感染细菌的病毒噬菌体受到医学界广泛关注。由于噬菌体能够精准攻击细菌而不会伤害人体细胞，因此被视为未来治疗顽固细菌感染的重要工具，尤其是在越来越多病原体对现有抗生素产生耐药性的背景下。然而，细菌并非毫无还手之力，它们同样拥有复杂的免疫系统，会阻止噬菌体感染。研究这些防御机制，被认为是推动噬菌体疗法发展的关键一步。
研究人员此次发现，细菌识别病毒入侵的方式与此前设想有所不同。过去，人们普遍认为细菌主要通过感知外来的病毒遗传物质来发现攻击者。但新研究显示，细菌还能够侦测病毒自身执行任务时产生的活动信号。具体而言，一种病毒必需的酶会切割细菌内部的重要感应分子，而这一动作反而成为触发警报的信号，使细菌迅速启动免疫反应。
研究第一作者、犹他大学健康中心生物化学助理教授萨姆·霍布斯表示，这是细菌最常见的免疫形式之一，而团队最终破解其工作机制时，所有人都感到如同经历了一次“顿悟时刻”。
此次研究聚焦于一种名为CBASS的细菌免疫系统。当系统被激活后，细菌会采取极端的“自我牺牲”策略。在病毒完成复制并扩散至周围细菌以前，受感染细胞会主动死亡，从而切断病毒传播链。由于这种防御手段会直接导致宿主细胞死亡，因此系统必须非常准确地确认真正的病毒威胁才会启动。
研究团队发现，CBASS系统瞄准的是病毒赖以生存的一种关键工具。部分噬菌体会产生一种被称为蛋白酶的酶，这类酶能够切割并分解蛋白质。科学家发现，病毒蛋白酶会直接作用于宿主细菌中的特定蛋白，而这一过程恰恰成为激活整个免疫信号通路的关键开关。换句话说，病毒在发动攻击时使用的武器，反而暴露了自己的存在。
研究人员认为，这种机制展示了一种极其巧妙的生物学博弈。细菌并不需要直接识别千变万化的病毒本身，而是监视病毒在感染过程中不可避免要执行的关键步骤。一旦这些步骤发生，免疫系统便能立即做出反应。
科学家表示，深入理解细菌如何发现和抵御噬菌体，不仅有助于设计能够绕过细菌免疫系统的新型治疗性噬菌体，也能帮助研究人员探索生命在长期进化过程中形成的免疫策略。随着抗生素耐药危机持续扩大，这类研究未来可能在开发替代疗法方面发挥重要作用。