几十年来，科学家和医生们均采用传统的办法应对细菌和病毒感染。如果你患有鼻窦炎或胃病，医生们可能给你开广谱抗生素，但同时也会杀死你体内各种各样有益的细菌。抗病毒药物基本上都是通过阻碍人体内病原体的繁殖和扩散，以起到治病的疗效。
但现在微生物繁殖迅速，很多细菌对抗生素都具有抗药性。据联合国估计，世界上每年大约有70万人死于细菌感染，到2050年，感染人数可能高达1000万。同时，病毒不断变异，经常隐藏在宿主细胞内以抵抗药物。自1963年第一次出现抗病毒药物以来，目前临床治疗仅剩不到100种抗病毒药物可供选择。
鉴于此，科学家们渴望寻找到新的治疗病原微生物的办法，他们正在把目标转向一种被称为Crispr的基因编辑工具。人们对Crispr有着宏观期望：改变蚊子的基因使它们不再传播疟疾；重新编辑西红柿基因序列，使他们吃起来更香且能治疗人类的某些遗传病。目前，研究人员正在通过Crispr来研究利用细菌本身来对抗细菌和病毒。
加拿大西安大略大学（University of Western Ontario）的生物学家戴维·埃奇尔（David Edgell）说道：“接下来抗菌治疗就靠Crispr了。”戴维还领导了团队在《自然通讯》杂志（Nature Communications）发表了这项研究。
Crispr是DNA的一个特殊区域，能产生相当于基因剪接酶的物质，使细胞能够精确编辑其他DNA或其RNA。Crispr最初是在细菌中发现的，它有助于标记受损组织。当病毒进行攻击时，细菌将病毒基因组的一小部分储存在自己的DNA中，以防病毒二次攻击。然后，利用Crispr产生的酶，可以解除病毒并防止感染传播。
在最近的研究中，埃奇尔博士和他的研究团队利用一种叫做Cas9的酶成功消除沙门氏菌。通过基因编辑，Cas9酶将细菌本身视为敌人，埃奇尔博士和他的研究团队使沙门氏菌对自己的基因组进行了切割分离。
研究小组从一个结合质粒开始——一小包遗传物质，这种遗传物质可以自我复制，从一种细菌传递到另一种细菌。在质粒中，科学家们添加了针对沙门氏菌DNA的Crispr酶的基因编辑指令，然后再将质粒塞进大肠杆菌中。Edgell博士认为，大多数类型的大肠杆菌通常是健康肠道内微生物群的一部分，如果一个人进食了受污染的物质，致病性沙门氏菌便随之而入。大肠杆菌可以将质粒转移到沙门氏菌，Crispr在沙门氏菌中被激活，进而破坏有害细菌。
这正是研究人员在培养皿中观察到的——Crispr系统几乎消灭了所有的沙门氏菌，而大肠杆菌却完好无损。
塔夫茨大学（Tufts University）的生物学家米奇·麦克维（Mitch Mcvey）表示：“这一发现代表着人类在以高度特异性的方式靶向细菌上取得了重大进展。”
洛克菲勒大学（Rockefeller University）和霍华德休斯医学院（Howard Hughes Medical Institute）的微生物学家卢西亚诺·马拉菲尼（Luciano Marrafini）说：“科学家们开始发现，微生物对我们的健康也存在极大的益处。Crispr的最大好处在于我们能够对其进行编辑，只对特定的致病细菌发起攻击，避免破坏其他对人体健康有益的微生物。”
常规抗生素无法区分好细菌和坏细菌，无差别地消灭一切细菌，有时还会给免疫系统较弱的人带来麻烦。虽然基于Crispr的抗生素药片还未开始售卖，但是，开发这样的治疗方法可以促进人体利用自身的微生物群来预防疾病。
Crispr的特异性同样吸引着研究靶向病原性病毒的科学家们。科学家们并没有让Crispr直接杀死病毒，而是对其进行编码，利用Crispr分泌的酶将感染人类的病毒基因切碎。本月发表在《分子细胞》杂志（Molecular Cell）上的一项研究中，麻省理工博德研究所和哈佛大学的科学家证明，另一种叫做Cas13的Crispr酶，能够检测并杀死三种感染人类细胞的单链RNA病毒：甲型流感病毒，淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒和水泡性口腔炎病毒。
利用这种Crispr系统，研究人员发现病毒的RNA在24小时内减少了40倍。这些酶对病毒基因组的破坏效果显著，几乎没有病毒能再次感染新的细胞。就流感病毒而言，Cas13使其感染性降低了300多倍。
北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University）的微生物学家罗道夫·巴兰古（Rodolphe Barrangou）说：“这是一次伟大的的概念证明。”他还与人共同创立了一家公司，生产基于Crispr的抗菌产品。倘若研究人员能够利用Crispr对抗如流感病毒、淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒和水泡性口腔炎病毒等，那么他们或许也可以对其进行改造，从而治疗更致命的病毒感染。
与目前的抗病毒药物相比，Crispr工具的优势在于容易根据需要进行调整。博士后研究员卡梅伦·迈尔沃尔德（Cameron Myhrvold）说：“如果病毒进化变异了，我们可以简单改变Crispr系统，使其准确定位追踪病毒。”
目前，研究人员面临的最大挑战就是将Crispr类抗生素药物有效应用于动物或人体内，而不仅仅是在实验室水平，同传统治疗方法相比，这种治疗方法将会更加便宜。巴兰古博士表示：“虽然我们还未准备好用于临床治疗，但我们正在为此努力。”
