年度盘点 | 抗生素滥用，噬菌体能替代么？
本帖最后由 virologica 于 2016-12-23 09:40 编辑噬菌体于1915年被英国的生物学家Felix Twort首次发现，但遗憾的是并没有开展进一步的研究。1916年法裔加拿大人微生物学家 Felix D’Herelle系统的对噬菌体的生物学特征进行了深入研究，并发现了其强大的抑菌能力。随后D’Herelle在美国、法国、格鲁吉亚等几个国家建立了噬菌体治疗中心。然而噬菌体疗法的发展之路并非一帆风顺，2016年华沙大学教授Agata Anna Cisek等发表了题为：“噬菌体治疗细菌感染：噬菌体发现一百年”的综述，文中详细描述了噬菌体治疗的发展历程所遇到的局限和阻碍，包括抗生素在20世纪中叶的广泛使用以及初期噬菌体疗法遇到诸多问题（噬菌体狭窄的宿主谱、噬菌体制剂中残留的细菌及细菌碎片对病人的危害、噬菌体制剂里有毒的添加剂及噬菌体的溶原现象），这些因素最终阻碍了噬菌体治疗的进一步应用。随着全球细菌耐药问题的日益加重，噬菌体治疗的优点又突显了出来：
[*]噬菌体可以在感染部位大量的自我复制，直到感染清除；
[*]与足够剂量的抗生素才能杀灭细菌相比一个噬菌体颗粒足以应付对应的细菌感染；
[*]噬菌体能够随着细菌的变异而变异，从而避免细菌对其产生耐受；
[*]相对于广谱抗生素可能同时会对多个种属细菌产生耐受而言，即使目的细菌对相应的噬菌体产生耐受，但因噬菌体的种属特异性，该细菌不会对其他噬菌体产生耐受）。
随着噬菌体混合液即噬菌体鸡尾酒在开放感染伤口和烧伤伤口的治疗中取得鼓舞人心的成果（利用82种绿脓假单胞菌噬菌体和8种金黄色葡萄球菌噬菌体成功治愈了8例感染者），也重新点燃了噬菌体替代抗生素治疗的希望。2016年在巴黎举行的噬菌体治疗全球会议更是吸引了来自欧洲、亚洲、中东、南美、北美等多个地区21个国家、150多家研究机构和噬菌体公司参与，科学家们在噬菌体治疗肺部感染、霍乱弧菌、梭状芽胞杆菌等多个方面的科研进展进行了分享，国际噬菌体会议为全球噬菌体研究成果的交流构建了一个更好的平台。
小编在回顾2016年噬菌体治疗研究进展的基础上，总结部分研究成果与大家分享。
1.噬菌体治疗尿路感染Front microbial：噬菌体鸡尾酒治疗导管引起的奇异变形菌尿路感染奇异变形菌由于能在导管表面形成透明的生物膜从而能引起导管相关尿路感染（CAUTIs）。透明生物膜的形成使得奇异变形菌对抗生素高度耐受，从而导致CAUTIs很难治愈。作者LuisD.R.Melo等人从废水中分离到VB_PmiP_5460和VB_PmiP_5461,这两株奇异变形菌噬菌体经全基因组高通量测序分析不含有溶原基因，且对奇异变形杆菌有相当广的裂解效果，其中VB_PmiP_5460可裂解26株测试菌株中的16株，而VB_PmiP_5461则能全部裂解测试菌株。作者测试噬菌体在导管硅胶的物理吸附能力，有效的吸附是确保高效破坏细菌生物膜的保障。噬菌体对硅胶的吸附随着测试用噬菌体的浓度的增加而增加，其中在同一浓度的条件下，5460的吸附能力是5461的一倍。进一步，作者利用动态生物膜模型模拟CAUTIs，进一步检验了5460和5461对生物膜的清除能力，实验表明在96h和168h后，噬菌体对生物膜有显著的清楚作用。这项研究发现的两株广谱噬菌体为治疗临床尿道插管奇异变形菌生物膜感染提供了一种有效的替代疗法。
2.噬菌体治疗慢性脊髓炎的研究IJMR：噬菌体能够治愈葡萄球菌感染导致的脊髓炎金黄色葡萄球菌是常见的导致急慢性脊髓炎的病原微生物，科学家们已经尝试了溶菌酶、抗菌肽、葡萄球菌疫苗和噬菌体来应对日益严重的多重耐药葡萄球菌，包括MRSA和VRSA。印度科学家利用家兔构建葡萄球菌感染所致骨髓炎动物模型，并分别在骨髓发炎后的第3周和第6周给予伤口不同剂量的噬菌体治疗，与照组组相比，3周后给予治疗的家兔在第四周病情改善且，6周后给予治疗的家兔临床症状有所改善但部分出现关节炎。作者从影像学、微生物学和病理学方面对各个组家兔进行检查，结果证明给予噬菌体治疗的家兔感染情况均得到改善，噬菌体是一种有效的抗生素替代疗法。
3.噬菌体治疗烧伤感染Microbial pathogenesis:用BALB/c小鼠模型评估单一噬菌体和噬菌体鸡尾酒对烧伤伤口感染的治疗评估肺炎克雷伯杆菌是一种引起烧伤感染和感染致死的主要致病菌，Parul Chaadha等人模拟肺炎克雷伯杆菌B5055感染烧伤伤口的模型，比较分析了单一噬菌体Kpn1、Kpn2、Kpn3、Kpn4、Kpn5和噬菌体鸡尾酒对伤口的治愈情况。研究结果表明尽管单一的噬菌体对治疗感染也有效应，但是鸡尾酒疗法在控制感染进程（细菌载量、伤口愈合、皮肤过氧化物没活性、胶原形成及病理组织学分析）更为高效。实验结果中，与未经治疗的对照组小鼠相比，采用单一噬菌体治疗的伤口其细菌负荷在噬菌体爆发期分别降低到4.32，4.6 4，4.42，4.11 和 4.27 log CF U/ml，采用鸡尾酒疗法则在噬菌体爆发期降低至3.1 log CF U/ml，噬菌体鸡尾酒疗法对B5055肺炎克雷伯杆菌所致的感染中，治疗效果最为显著。
4.噬菌体治疗呼吸道感染Pharmaceutical Research：喷雾干燥技术在制造用于治疗呼吸道感染的可吸入噬菌体粉末更佳众多的动物模型和临床研究都证实了气溶胶状态的噬菌体在治疗呼吸道感染的潜力，然而如何制备高效价的可吸入的噬菌体粉末呢？作者将假单胞杆菌噬菌体与海藻糖、甘露醇和L-亮氨酸以不同比例混合（F1=60：20:20，F2=40:40:20），噬菌体混合雾经喷雾冷冻干燥技术（SFD）制备成SFD-1和SFD-2，经喷雾干燥技术（SD）制备成SD-1和SD-2，噬菌体复苏实验表明经SFD制备的噬菌体粉末80%能够保持完整性，而经SD制备的噬菌体粉末只有20%能够保持完整性。但是实验通过体外测试噬菌体的效价发现，经SD方法制备的噬菌体效价却显著高于经SFD制备的噬菌体粉末，其原因可能是SD法中硅藻糖的包被对噬菌体的保护更强。该项研究证明了喷雾干燥法更适合制备噬菌体喷剂，为噬菌体制剂的高效开发提供了借鉴和参考。
目前全球多个公司致力于噬菌体的研发和临床应用，包括美国的AmpliPhi Biosciences、Enbiotix公司英国的Fixed Phage公司、法国的Pherecydes Pharma公司、葡萄牙的Technophage公司等，已经成熟应用的产品主要有：Bacté-coli-phage，Bacté-rhinophage，Bacté-intesti-phage， Bacté-pyo-phage，Bacté-staphyphage，Colo-lysate，Ento-lysate，Neiso-lysate，和 Staphylo-l y-sate等，主要针对喉炎、皮肤感染、痢疾、结膜炎、牙周炎、牙龈炎、鼻窦炎、尿路感染、肠道感染、烧伤等，尽管噬菌体治疗的研究大多数还局限在开放感染伤口和烧伤伤口的治疗，但是随着大量的烈性噬菌体的分离及逐步开展的动物模型和受试人体的噬菌体治疗潜力的科学评估，噬菌体治疗会逐步规范，其应用范围也会更加广泛。
参考文献1.Cisek A A, Dąbrowska I, Gregorczyk K P, et al. Phage Therapy in Bacterial Infections Treatment: One Hundred Years After the Discovery of Bacteriophages. Current Microbiology, 2016: 1-7.2.Reardon S. MICROBIOLOGY Phage therapy gets revitalized. Nature, 2014, 510(7503): 15-16.3.Melo L D R, Veiga P, Cerca N, et al. Development of a phage cocktail to control Proteus mirabilis catheter-associated urinary tract infections. Frontiers in Microbiology, 2016, 7.4.Chadha P, Katare O P, Chhibber S. In vivo efficacy of single phage versus phage cocktail in resolving burn wound infection in BALB/c mice. Microbial Pathogenesis, 2016, 99: 68-77.5.Leung S S Y, Parumasivam T, Gao F G, et al. Production of inhalation phage powders using spray freeze drying and spray drying techniques for treatment of respiratory infections. Pharmaceutical research, 2016, 33(6): 1486-1496.6.Kishor C, Mishra R R, Saraf S K, et al. Phage therapy of staphylococcal chronic osteomyelitis in experimental animal model. The Indian journal of medical research, 2016, 143(1): 87.
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