超级细菌专题（三）

专题三

对抗超级细菌的利器-噬菌体疗法

写在前面

      上一期关于超级细菌的推送简要介绍了噬菌体裂解酶的特性、改造及其对抗超级细菌的应用。上一期的末尾介绍到噬菌体裂解酶作为一种高效、专性的细菌杀伤/抑制剂已经被较深入研究，部分研究成果已经成功转化应用于临床。本期主要内容是介绍噬菌体在对抗超级细菌中的应用价值。

什么是噬菌体？

      噬菌体（简称phage) 是寄生在细菌中的病毒，故又称细菌病毒。噬菌体具有种属特异性，一般情况下，噬菌体的杀菌谱较窄，来自于某一宿主的噬菌体无法对其他属的细菌具有杀菌活性。此外，噬菌体分为温和噬菌体和裂解性噬菌体，裂解性噬菌体对其宿主有较强的裂解活性。温和噬菌体能够把其基因组整合进宿主的基因组上，随着宿主DNA的复制而进行同步复制，一般不引起宿主细胞裂解，只有在特定的诱导情况下才具有裂解性。因为噬菌体具有专一裂解细菌的特性，同时噬菌体对人体真核细胞没有杀伤能力，所以使用噬菌体疗法作为抗生素的替代疗法对抗超级细菌感染具有广泛的应用前景。目前噬菌体疗法使用的均为裂解性噬菌体。下面分别对三个应用噬菌体治疗的例子展开介绍。

预优化噬菌体治疗COVID-19重症患者继

发鲍曼不动杆菌感染

      噬菌体疗法被认为是治疗肺部细菌感染的一种很有前景的抗生素替代品，感染新冠患者一般会伴随一定程度的肺部感染，尤其是超级细菌感染可能会加速病情的恶化。那么对于新冠患者，使用噬菌体辅助治疗能否改善这种细菌性继发感染呢？为了探究这个问题，上海噬菌体研究所的主要团队招募了4名因COVID-19和肺碳青霉烯耐药鲍曼不动杆菌（CRAB）感染住院的患者，抗生素治疗无法根除他们的CRAB感染。研究者们采用预先优化的噬菌体鸡尾酒治疗感染，结果表明噬菌体疗法对于应对COVID-19患者继发性耐药细菌感染具有巨大潜力。除此之外，该研究的另一个亮点在于使用Next evolution phage-typing (NEPT)的方式提前对噬菌体进行预处理，主要目的是预估目标细菌对噬菌体的潜在耐药性，并提前筛选噬菌体进行预防，最终以噬菌体鸡尾酒的方式去应用。前期提出这种方式的研究也较多，但是该研究是少有的在临床水平去验证方法有效性的。具体的研究流程图如图1所示。（原文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8032346/）

图1. 1例患者的常规噬菌体治疗流程和其余3例患者的噬菌体预优化流程(采用nextevolution phage-typing, NEPT)流程图。

应用噬菌体治疗耐药鲍曼不动杆菌肺部感

染的临床试验

      之前的推文中提到我国的噬菌体治疗在临床中的应用也在稳步发展中，其中在深圳的首例噬菌体治疗多重耐药细菌感染的临床试验是中国科学院深圳先进技术研究院和深圳市呼吸研究所的团队共同完成并取得成功。该案例为重症医学科一老年男性患者（88岁），既往有慢性阻塞性肺炎，2型-糖尿病等病史。其肺部感染了一种多重耐药鲍曼不动杆菌，该研究团队采取抗生素和噬菌体联合雾化给药的方式，经过连续治疗，成功清除患者肺部的耐药鲍曼不动杆菌，并且未再复发感染。具体的给药（噬菌体、抗生素及药物）时间线如图2（A）所示，治疗的直观效果如图2（B）病人的胸片结果所示。该项工作的成功对于后续开展规范性噬菌体疗法具有重要的指导性意义。（原文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2021.631585/full）

图2. 噬菌体治疗患者临床资料。(A)支气管肺泡灌洗液(BALF)培养、给药和噬菌体给药的时间线。采集BALF标本如*所示，耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌(CRAB)阳性培养物标记如所示。时间轴显示抗生素和噬菌体制剂的给药情况，药物的给药情况 (第0天表示开始噬菌体治疗的时间)。Iv, 静脉注射; neb, 雾化。(B)在噬菌体治疗后，通过噬斑试验测定使用的噬菌体滴度和BALF中噬菌体滴度。左y轴为给药噬菌体滴度，右y轴为BALF中噬菌体滴度。(C)噬菌体治疗第1天、第14天、第42天胸片结果。

应用噬菌体治疗危及肢体的假体膝关节肺

炎克雷伯菌感染的临床试验

      假体关节感染(PJI)是一种潜在的威胁肢体的全膝关节置换术并发症。噬菌体治疗能够很有效的管理这类感染，其中也涉及耐药细菌或者耐药细菌形成的生物膜。该案例为一名62岁糖尿病男性患者，11年前有右全膝关节置换术史，不幸发生假体膝关节肺炎克雷伯氏菌感染，临床恶化并发展为对抗生素严重过敏，需要接受截肢手术。该团队应用静脉注射噬菌体治疗作为一种肢体挽救干预，同时口服抗生素联合治疗，最终使患者局部感染症状和体征消失（图3），膝关节功能恢复。该研究表明噬菌体疗法也有望用于设备相关感染的治疗。（原文链接：https://academic.oup.com/cid/article/73/1/e144/5874921）

图3. 噬菌体治疗可减少红肿。患者在噬菌体治疗完成前(A)和后(B)的下肢图像。

写在后面

      其实我国细菌学博士余贺教授早在1958年就利用噬菌体成功治疗了被绿脓杆菌感染的烧伤病人，这件事情在1959年还被拍成了一部名叫《春满人间》的电影。但是后来由于抗生素的蓬勃发展与有效应用，噬菌体治疗暂时被搁置了。现在由于抗生素耐药问题日益严重，国内的许多研究人员包括医生又重新开始了对噬菌体治疗的广泛研究与应用，相信未来噬菌体治疗能够更加规范且有效地对抗超级耐药细菌感染，为患者的身体康健带来福音。2019年法国出了一部关于噬菌体治疗的纪录片《细菌杀手：噬菌体疗法的故事》，片长54分钟，想要继续了解噬菌体治疗的读者可以去看一看。

      把噬菌体应用于人体感染性疾病，需要综合考虑噬菌体的安全性、有效性、专一性、需要遵守噬菌体制备的流程，需要提前设计好给药方式、给药时间等等。但是将其应用于动植物的条件相对宽泛一些，因此噬菌体在动植物感染性疾病治疗的应用中具有极大的可操作性，相关内容我们会在后续的推送中更新。