病毒與為其提供生存環境的宿主（細菌）之間，總是上演著“貓捉老鼠”的遊戲。一旦發現病毒的踪跡，宿主的免疫系統就會啟動，誓要將它們趕盡殺絕。對此，病毒也絕不會束手待斃。最新研究顯示，通過監視宿主行為，有些病毒可交換信息，等待時機，然後協調行動。

圖：普林斯頓大學生物學家邦妮·巴斯勒（Bonnie Bassler）與學生賈斯汀·西爾普（Justin Silpe）發現，有些病毒可監視宿主行為，並協調發動攻擊

當細菌之間進行交流時，邦妮·巴斯勒（Bonnie Bassler）會仔細傾聽。她只是從來沒有想到，病毒也在監視其宿主的行為。自上世紀90年代以來，這位普林斯頓大學生物學家一直在研究稱為“群體感應”（quorum sensing）的現象。在這種情況下，細菌會釋放出分子，表明周圍有多少同類。通過這些信息，它們可以協調自己的行為，等到數量積累到足夠多的時候，才會採取某些集體行動，如發動傳染性攻擊。

巴斯勒的學生賈斯汀·西爾普（Justin Silpe）現在發現，病毒也可以竊聽這些信號，以達到邪惡的目的。這種病毒是一種噬菌體，即能感染並殺死細菌的蜘蛛狀物質。一旦它感染了宿主，可能採用兩種模式：等待或展開殺戮。如果選擇後者，它會使大量子病毒通過宿主大規模爆發，從而感染其他宿主。但是如果周圍沒有其他宿主呢？巴斯勒說:“如果你是病毒，如果你不進入宿主體內，那你就完蛋了。”

正如西爾普所發現的，噬菌體通過檢測細菌用來測量同類數量的群體感應信號，來避免這種命運。它可以等待在某個宿主體內數量達到充足程度時，才會殺死一個宿主，以便讓它的後代有更多宿主可供感染。巴斯勒說：“偷聽群體感應分子是非常狡猾的行為，以前沒人見過。”

群體感應已經是個革命性的概念。幾十年來，巴斯勒發現了它的更多細節，她和其他研究人員震驚地意識到，像細菌這樣的簡單生物體也能夠交流和協調。但是病毒更簡單。從技術上講，它們甚至都不是活著的，它們與細菌是完全不同的實體，但它們攔截並解讀了相同的分子信息。

這一發現的種子是幾年前埋下的，當時巴斯勒的團隊在霍亂弧菌（Vibrio cholerae）中發現了一種新的群體感應系統。霍亂弧菌是能夠引起霍亂的細菌，它分泌一種叫做DPO的信號分子，並利用被稱為VqmA的蛋白質來檢測這種分子。當細菌開始感染宿主時，宿主周圍的細菌並不多，它們產生的DPO信號就會飄散。但隨著它們的數量膨脹，信號變得更加集中，並開始降落在VqmA探測器上。

當這種情況發生時，它會觸發一系列基因對細菌進行重新編程，關閉細菌的感染能力，開啟細菌的擴散能力。巴斯勒說，這就是為何霍亂屬於一種潛伏疾病的部分原因。通過群體感應，霍亂弧菌可以等到時機成熟後，才“在宿主體內成千上萬地釋放出來，進而感染更多宿主”。

通過在線搜索，西爾普發現，許多密切相關的霍亂弧菌也有類似VqmA的檢測器。但很顯然，名為VP882的病毒噬菌體也是如此。10年前，幾位中國台灣研究人員從一種海洋弧菌中發現了這種噬菌體。這是偶然的巧合嗎？亦或是數據庫中的錯誤？或者，就像西爾普所言的那樣，病毒可能以某種方式竊取了宿主的信息？

巴斯勒指出：“我想，我們要在這上面浪費很多時間，因為這是個瘋狂的錯誤，但我們就是這麼做的。”發現VP882病毒的研究人員已經退休，但在此之前，他們將宿主細菌的樣本放入了儲存庫中。西爾普花了6個月的時間才找到那個珍貴的樣本.幸運的是，那些細菌裡仍然含有一些病毒。

通過仔細的實驗，西爾普證明了他的預感是正確的，病毒版本的VqmA確實可以檢測到細菌釋放的同樣的DPO信號。當它們這樣做的時候，它們會促使處於無害等待狀態的病毒開始殺死宿主。巴斯勒稱：“這裡面有個十分有趣的邏輯：在較高的密度下，霍亂這種寄生細菌想要離開宿主，進入其他宿主體內。在高密度下，作為細菌寄生體的病毒，也想要離開它的宿主，進入另一個宿主體內。它們在做同樣的事情，並使用相同的信號分子。”

病毒也不僅僅是竊聽信息，還記得霍亂細菌是如何利用VqmA檢測器從感染轉移到傳播的嗎？西爾普發現，病毒版本的VqmA可以啟動相同的遺傳程序，迫使其細菌宿主分散。巴斯勒解釋稱：“噬菌體在準備殺死霍亂細菌的同時，也在干擾數以百計的細菌基因。”也許這都是相同策略的重要組成部分：噬菌體不僅確保其後代有足夠多的宿主可以感染，而且還確保這些宿主傳播得更遠更廣。

VP882病毒還有一個奇怪的特性：與大多數僅限於特定宿主的噬菌體不同，它可以感染多種細菌。它只監聽霍亂弧菌交換的信息，但是西爾普設法使它能夠竊聽其他細菌釋放的信息，包括沙門氏菌和大腸桿菌。當它檢測到只存在於目標體內的分子時，就會殺死它們。這種隨機的病毒現在是一種可編程的刺客，西爾普可以設置它來追踪特定的目標。巴斯勒稱：“這就像是進化給我們的禮物。”

幾十年來，科學家們一直試圖用噬菌體來治療細菌性疾病，而這些噬菌體療法現在看起來前景似乎特別光明，因為許多細菌已經進化到能夠抵抗傳統抗生素的水平。但有一個問題：噬菌體在宿​​主體內通常很挑剔，因此研究人員需要為每一種想要治療的細菌感染找到一種特定的病毒。

西爾普的研究提供了另一種策略。美國加州大學舊金山分校研究噬菌體的阿戴爾·博爾赫斯(Adair Borges)說：“他們建議使用一種混雜的噬菌體，這種噬菌體可以感染許多不同種類的細菌，但只會在預先設定的信號下殺死細菌。這是噬菌體療法的一個有趣嘗試，它能讓被殺死的細菌具有更強的特異性和控制力。”

然而巴斯勒警告說：“這還不是噬菌體療法。”她和西爾普只在試管中測試了他們的可編程噬菌體，其他研究人員需要看看同樣的方法是否適用於臨床。他們更感興趣的是研究噬菌體在自然界中是如何工作的，他們注意到研究人員長期以來低估了這些病毒。

例如，由魏茨曼科學研究所的羅特姆·索雷克(Rotem Sorek)去年領導的研究小組發現，有些噬菌體擁有自己版本的群體感應能力，它們交換信息，告訴自己什麼時候殺死宿主。巴斯勒說:“這些都是非生物的病毒，古老的交流機制是多麼美妙！”