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噬菌体或成“细菌杀手”遏制致命感染

发布日期:2019-07-02



噬菌体攻击细菌的场景

    最近,科学家们使用了一种实验疗法,借助海洋噬菌体项目收集到的噬菌体成功帮助一名15岁的女孩治愈了身上的分枝杆菌感染。
 
    据介绍,这位患者因囊胞性纤维症于2017年在伦敦一所医院进行双肺移植手术。这种遗传疾病不仅会导致肺部被积液堵塞,而且会让患者长期遭受感染困扰。近几年,她也一直服用抗生素来治疗两种顽固的细菌感染。手术完成数周后,这位患者刀口出现发红和肝脏感染。随后患者手臂、腿和臀部也出现了细菌感染引发的结节,遗憾的是传统的抗生素也不再有效。
 
    科学家们在《自然—医学》杂志发表的成果中称,在接受转基因噬菌体这一新疗法治疗的6个月里,女孩身上的皮肤结节几乎全部消失,她的手术伤口开始愈合且肝脏功能得到改善。
 
    匹兹堡大学霍华德—修斯医学院教授Graham Hatfull表示,这项研究首次证实了转基因噬菌体用在人类患者身上的安全性和有效性。这种治疗方案能够为我们提供一种对抗耐药细菌的个性化方法,它甚至有可能更广泛地应用于控制肺结核等疾病。
 
    三十多年来,Hatfull一直从事噬菌体的收集研究工作,这也方便他开展噬菌体能否治疗细菌感染的研究工作。
 
    Hatfull的学生已经帮助他从全世界收集了大约1.5万个噬菌体样本,摆满了实验室的两个架子。Hatfull称:“这其实并非这个项目的初衷,我曾经认为这个噬菌体收集项目能够帮助我们解决生物学上的各种问题。但是,我们并未考虑过噬菌体在医疗领域的这种应用。”
 
    噬菌体疗法的想法已经存在了近一个世纪。但是在此之前,人们对于这种疗法的安全性和有效性仍然知之甚少。2017年加州大学圣迭戈分校的医生们成功借助噬菌体治愈了一位感染多重耐药菌的患者。Hatfull称,正是这一案例以及抗生素抗性的提升让人们对噬菌体产生了兴趣。
 
    在Hatfull听闻伦敦有两位肺部严重感染的患者消息之后不到一个月时间,他收到了两位患者所感染的细菌菌株样本。他的团队从样本中搜索了有可能对这种细菌产生作用的噬菌体。他们不仅测试了个体噬菌体,而且将数千种噬菌体混合进行测试。如果有一种噬菌体能够清除实验室塑料盘上培养的细菌,那么它或许就有可能对抗两位患者感染的细菌。
 
    最终,研究团队终于发现一种噬菌体能够对其中一位患者感染的细菌产生作用,但遗憾的是,这位患者已经离世。Hatfull称,那真的是危及生命的严重感染。接下来他们为第二位患者筛选出了三种噬菌体,分别为Muddy、ZoeJ和BPs。
 
    Muddy能够感染并杀死这位患者感染的细菌,但是ZoeJ和BPs效果没有这么明显。因此,Hatfull和他的团队调整了两种噬菌体的基因,将它们打造成“细菌杀手”。他们切除了让噬菌体在细菌内无害繁殖的基因。缺少这种基因,噬菌体就能够在细菌细胞中爆发并杀死细菌。随后研究人员将三种噬菌体混合,对其进行了安全性测试。
 
    去年6月医生们使用混合噬菌体对这位患者进行了治疗。6周之后的肝脏扫描表明,她的感染基本上消失了。现在这位女孩身上只残留了一到两个皮肤结节。Hatfull对治疗结果充满期望,因为这些细菌尚未表现出任何对噬菌体具有抵抗力的迹象,他的研究团队也准备好将第4种噬菌体加入这个混合物中。
 
    Hatfull声称:“我们正在探索的是一个未知领域,而且为每位患者找到准确的噬菌体是一种巨大的挑战。未来有一天科学家们或许能够打造一种疗效更广泛的噬菌体混合物,治疗那些危急烧伤患者的假单胞菌感染等。(邱成刚)
 
    相关论文信息:
 
    https://www.nature.com/articles/s41591-019-0437-z
 
(来自:中国科学报)