Nature子刊：噬菌體療法可以緩解人類(lèi)分枝桿菌感染

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來(lái)源：生物探索

2019-05-13

2017年9月5歲，英國女孩Isabelle Carnell在倫敦大奧蒙德街醫院進(jìn)行雙肺移植手術(shù)。然而，不幸的是，她患有一種名叫囊性纖維化的遺傳性疾病，這使得她不斷地和膿腫分枝桿菌的耐藥性感染作斗爭。

手術(shù)后情況并沒(méi)有任何改變，Carnell的感染迅速蔓延，潰瘍和腫脹的結節在她虛弱的身體中一次又一次爆發(fā)，傳統抗生素治療方法也被宣告失敗。Isabelle的母親只好向主治醫生Helen Spencer尋求更好的治療方案。經(jīng)過(guò)一番討論，她們賭一把：采用基因工程噬菌體治療方法，用以摧毀細菌的病毒。

Spencer醫生向匹茲堡大學(xué)噬菌體研究員Graham Hatfull教授及其研究團隊尋求合作，并創(chuàng )造了第一個(gè)基因工程改造的噬菌體雞尾酒分枝桿菌，包括肺結核屬（TB）。經(jīng)過(guò)6個(gè)月的定制噬菌體輸注之后， Isabelle和正常的小孩一樣上學(xué)和同學(xué)一起逛街時(shí)，Spencer慶幸，這次賭博，他們沒(méi)有輸。這也成為了第一個(gè)證明人類(lèi)患者安全有效地使用工程化噬菌體的實(shí)驗結果。

100年的回歸

噬菌體雞尾酒療法，誕生在1919年法國農場(chǎng)的禽流感以預防試驗中。噬菌體以消除感染的作用一直被使用于處理傷口感染、腸胃炎、敗血癥等疾病中。直到廣譜抗生素的出現，它才被大家所遺忘。

直到21世紀初，現代測序技術(shù)的興起和抗生素耐藥性的發(fā)展開(kāi)始重新喚起人們對噬菌體生物學(xué)的興趣，噬菌體治療方法也重新回歸了科學(xué)家的視野。

2017年4月，加利福尼亞州的一個(gè)研究小組成功地使用噬菌體治療患有多重耐藥細菌的患者。面對這一消息，常年奮斗在噬菌體研究一線(xiàn)的Graham Hatfull教授感到十分興奮。他意識到，隨著(zhù)抗生素耐藥性的程度不斷加深，人們將對噬菌體的治療方法越來(lái)越感興趣。

噬菌體的狩獵

2017年10月，倫敦大奧蒙德街醫院所提供的包括Isabelle Carnell在內的兩名患者成為了噬菌體治療方式的試驗對象。她們均為患有囊性纖維化遺傳病的青少年，都曾經(jīng)接受過(guò)雙肺移植以幫助恢復肺功能，并且在手術(shù)后都長(cháng)期感染了分枝桿菌菌株，而這一細菌是導致結核病的細菌的親屬。

接著(zhù)，Hatfull教授和他的團隊收集了超過(guò)15,000個(gè)噬菌體的候選者，并花費3個(gè)月的時(shí)間積極搜集可能針對分枝桿菌菌株的噬菌體。最終他們挑選出名為Muddy，BP和ZoeJ的三種噬菌體作為試驗對象。

研究人員在將噬菌體合并成雞尾酒的過(guò)程中，發(fā)現了新的問(wèn)題： ZoeJ和BP是溫和噬菌體，具有抑制基因，這限制了它們的致命性。因此，Hatfull教授和他的同事通過(guò)基因編輯技術(shù)敲除了ZoeJ和BP噬菌體的抑制基因，將它們變成可靠的細菌殺手。

直到2018年6月，Isabelle開(kāi)始接種噬菌體雞尾酒，72小時(shí)內，她的潰瘍開(kāi)始變干。每12小時(shí)靜脈注射連續治療6周后，她的感染幾乎消失了，但仍然存在一到兩個(gè)皮膚結節。所以她仍然每天接受兩次注射，并將治療直接應用于她剩余的病變。但她過(guò)著(zhù)更加正常的青少年生活，上學(xué)，和朋友購物，上駕駛課。Spencer說(shuō)，“我們樂(lè )觀(guān)地認為，假以時(shí)日，病毒會(huì )完全清除感染。”

個(gè)性化結果存疑

盡管Isabelle的定制化治療成果讓人感到興奮。但，Spencer醫生和Hatfull教授仍然注意到，這一個(gè)性化定制的噬菌體雞尾酒療法，對其他膿腫分枝桿菌菌株無(wú)效。

目前，相關(guān)人員正在進(jìn)行至少三項關(guān)于噬菌體治療的試驗，以嚴格評估其潛在產(chǎn)品對幾種不同細菌感染的價(jià)值。噬菌體治療現在比以往任何時(shí)候都取得了更大的進(jìn)步：篩查更快、更便宜。當然距離其大規模應用，科學(xué)家還有很長(cháng)的路要走。

參考資料：

[1] Phage therapy treats patient with drug-resistant bacterial infection

[2] Engineered bacteriophages for treatment of a patient with a disseminated drug-resistant Mycobacterium abscessus

[3] Viruses genetically engineered to kill bacteria rescue girl with antibiotic-resistant infection

[4] Phage therapy’s latest makeover

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