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抗菌治療新方法---噬菌體

Engineered bacteriophages for treatment of a patient with a disseminated drug-resistant Mycobacterium abscessus. Nature Medicine . 2019 May;25(5):730-733. doi: 10.1038/s41591-019-0437-z. Epub 2019 May 8.

濫用抗生素導致耐藥細菌誕生,有好多超級細菌,目前所有高級抗生素不能治療。除了研制更高級抗生素之外,是不是還有其他方法呢? mycobacteria:分子桿菌屬 就是壹種比較難以治療的菌種,結核分枝桿菌就是其中的壹種。已經出現耐藥的結核分子桿菌(mycobacterium tuberculosis)和非結核性分枝桿菌(non-tuberculsis mycobacteria)。患有先天性肺囊纖維化(cystic fibrosis)的患者,最容易感染 NTM

患有先天性肺囊纖維化的患者,最終都需要進行肺移植。但是肺移植之前合並的NTM感染,往往導致移植的推遲或移植後的不良後果。由於免疫抑制劑的使用,移植後發生的普通感染就很難控制,如果合並耐藥細菌,治療將是難上加難。

噬菌體是病毒的壹種,靠寄生細菌而存活和傳宗接代。其中Ecoli大腸桿菌是最容易被噬菌體感染的細菌,實驗中經常利用Ecoli大腸桿菌培養和擴增病毒,通過電轉染(electrophoresis)或熱休克(hot shock)的方法很容易將各種病毒質粒轉入Ecoli,之後各種質粒翻譯轉錄,組裝成病毒,破壞Ecoli菌體而出。然後利用擴增後的慢病毒lentivirus進行基因幹預。

既然噬菌體可以侵蝕細菌,能否利用噬菌體治療體內的細菌感染,尤其是難治性、耐藥的細菌呢?

15歲女性,因為先天性肺囊性纖維化,導致肺功能進行性衰竭,擬行肺移植,但是術前合並有如下細菌感染:Pseudomonas

aeruginosa(銅綠假單胞菌)和 M. massiliense導致的膿腫。肺移植前針對上述感染,口服或靜脈抗生素 連續8年 。盡管治療囊性纖維化的藥物lumacaftor/ivacaftor持續使用,但是肺功能進行性下降,FEV1 下降至0.63。最終進行了雙側肺移植,術後免疫抑制的情況下,積極給與靜脈和口服抗生素,由於出現惡心、厭食、腹瀉及水電解質失衡等副作用,不得不暫停靜脈抗生素。

停用抗生素後,即發現手術切口紅腫,雙肺實變,痰培養發現膿腫性分枝桿菌感染,提示分子桿菌感染。 給與Clofazimine(氯苯吩嗪)和 bedaquiline兩種強效治療分子桿菌的藥物,並且繼續之前停用的靜脈藥物。

因為同時出現腹痛、肝臟腫大、肝功能異常以及EBV血癥,完善PET-CT:胸骨破壞、肝門周圍腫大淋巴結。

首先需要分離培養感染的分枝桿菌,移植後壹月,終於形成菌落colony,命名為GD01。之後選取分枝桿菌分離的噬菌體,進行***培養,驗證其對 massiliense的殺菌活性,壹***驗證的大約 10000 種噬菌體。找到壹種 muddy的噬菌體可以有效感染GD01菌株 ,另壹種Zoej噬菌體也可以感染GD01,盡管EOP稍低。通過 bacteriophage recombineering of electroporated DNA 技術改造Zoej噬菌體的抑制基因,大大增強期感染GD01的效率。還有壹個BPs噬菌體,擁有單堿基突變的mutant(HRM1和HRM10),具有更高的感染效率。

另外又選取其他類似病患,分別為GD02、GD03、GD04,篩選可以感染殺滅菌株的噬菌體,發現muddy、zoej 和Bps三種噬菌體並不是對所有的GD都敏感。持續對GD01菌株,使用三個噬菌體連用的cockail療法,發現可以殺滅大部分分枝桿菌。

首先將三聯cocktail噬菌體胸部切口局部用藥,未發現過敏等不良反應。後改為靜脈輸註噬菌體治療,q12h,連續32 weeks。頭兩天出現出汗、皮膚發紅,但是沒有發熱及其他體征。

噬菌體測定單位:PFU/ml,plaque forming unit per ml。