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首次证明!Nature子刊:噬菌体疗法可以缓解人类分枝杆菌感染

时间:2019-05-14 作者: 点击:0次

  2017年9月5岁,英国女孩Isabelle Carnell在伦敦大奥蒙德街医院进行双肺移植手术。然而,不幸的是,她患有一种名叫囊性纤维化的遗传性疾病,这使得她不断地和脓肿分枝杆菌的耐药性感染作斗争。

  手术后情况并没有任何改变,Carnell的感染迅速蔓延,溃疡和肿胀的结节在她虚弱的身体中一次又一次爆发,传统抗生素治疗方法也被宣告失败。Isabelle的母亲只好向主治医生Helen Spencer寻求更好的治疗方案。经过一番讨论,她们赌一把:采用基因工程噬菌体治疗方法,用以摧毁细菌的病毒。

  Spencer医生向匹兹堡大学噬菌体研究员Graham Hatfull教授及其研究团队寻求合作,并创造了第一个基因工程改造的噬菌体鸡尾酒分枝杆菌,包括肺结核属(TB)。经过6个月的定制噬菌体输注之后, Isabelle和正常的小孩一样上学和同学一起逛街时,Spencer庆幸,这次赌博,他们没有输。这也成为了第一个证明人类患者安全有效地使用工程化噬菌体的实验结果。

  100年的回归

  噬菌体鸡尾酒疗法,诞生在1919年法国农场的禽流感以预防试验中。噬菌体以消除感染的作用一直被使用于处理伤口感染、肠胃炎、败血症等疾病中。直到广谱抗生素的出现,它才被大家所遗忘。

  直到21世纪初,现代测序技术的兴起和抗生素耐药性的发展开始重新唤起人们对噬菌体生物学的兴趣,噬菌体治疗方法也重新回归了科学家的视野。

  2017年4月,加利福尼亚州的一个研究小组成功地使用噬菌体治疗患有多重耐药细菌的患者。面对这一消息,常年奋斗在噬菌体研究一线的Graham Hatfull教授感到十分兴奋。他意识到,随着抗生素耐药性的程度不断加深,人们将对噬菌体的治疗方法越来越感兴趣。

  噬菌体的狩猎

  2017年10月,伦敦大奥蒙德街医院所提供的包括Isabelle Carnell在内的两名患者成为了噬菌体治疗方式的试验对象。她们均为患有囊性纤维化遗传病的青少年,都曾经接受过双肺移植以帮助恢复肺功能,并且在手术后都长期感染了分枝杆菌菌株,而这一细菌是导致结核病的细菌的亲属。

  接着,Hatfull教授和他的团队收集了超过15,000个噬菌体的候选者,并花费3个月的时间积极搜集可能针对分枝杆菌菌株的噬菌体。最终他们挑选出名为Muddy,BP和ZoeJ的三种噬菌体作为试验对象。

  科学家使用三种噬菌体(Muddy,BPs和ZoeJ)来治疗年轻患者的细菌感染。  研究人员在将噬菌体合并成鸡尾酒的过程中,发现了新的问题: ZoeJ和BP是温和噬菌体,具有抑制基因,这限制了它们的致命性。因此,Hatfull教授和他的同事通过基因编辑技术敲除了ZoeJ和BP噬菌体的抑制基因,将它们变成可靠的细菌杀手。

  直到2018年6月,Isabelle开始接种噬菌体鸡尾酒,72小时内,她的溃疡开始变干。每12小时静脉注射连续治疗6周后,她的感染几乎消失了,但仍然存在一到两个皮肤结节。所以她仍然每天接受两次注射,并将治疗直接应用于她剩余的病变。但她过着更加正常的青少年生活,上学,和朋友购物,上驾驶课。Spencer说,“我们乐观地认为,假以时日,病毒会完全清除感染。”

  个性化结果存疑

  尽管Isabelle的定制化治疗成果让人感到兴奋。但,Spencer医生和Hatfull教授仍然注意到,这一个性化定制的噬菌体鸡尾酒疗法,对其他脓肿分枝杆菌菌株无效。

  目前,相关人员正在进行至少三项关于噬菌体治疗的试验,以严格评估其潜在产品对几种不同细菌感染的价值。噬菌体治疗现在比以往任何时候都取得了更大的进步:筛查更快、更便宜。当然距离其大规模应用,科学家还有很长的路要走。

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