Cell:消滅超強耐藥細菌,工程噬菌體成功拯救晚期肺病患者_風聞
中国生物技术网-中国生物技术网官方账号-2022-05-20 09:07

噬菌體是一種選擇性感染細菌的病毒,它們可以導致細菌裂解而亡。此前已有充分的研究證實噬菌體能有效對抗和消滅多重耐藥細菌。也就是説,當所有抗生素都失效時,噬菌體仍能成功殺死細菌,並可能從感染中挽救生命。
如今,對大多數抗生素具有耐藥性的“超級細菌”正在以驚人的速度增長,與此同時,使用噬菌體療法消滅細菌也越來越受到科學家們的關注。
早在2017年,美國加州大學聖地亞哥分校醫學院Tom Patterson教授不幸感染了“超級細菌”鮑曼不動桿菌,病情危急,並在學術和人脈資源都集聚的優勢條件下試遍所有抗生素療法都無濟於事。

病危中的Patterson
絕望中,Patterson的妻子、同為醫學家的Steffanie Strathdee博士想到了用細菌的“天敵”噬菌體來治療。最終,噬菌體挽救了Patterson的生命。他也成了第一例成功接受靜脈噬菌體治療的知名人士,曾在當年引起一時的轟動。

Patterson及其妻子Strathdee
2022年5月13日,發表在**《Cell》**上的一項研究中,噬菌體治療再次拯救了生命。

來自美國匹茲堡大學和美國科羅拉多大學的研究團隊首次成功使用經過工程改造的噬菌體治療分枝桿菌引發的難治性肺部感染,從而為患有囊性纖維化症的年輕患者接受挽救生命的肺移植手術掃清了障礙。

分枝桿菌是一種常見且分佈廣泛的細菌,可引起結核病、麻風病和非結核分枝桿菌(NTM)感染。膿腫分枝桿菌(M.abscessus)是一種快速生長的非典型分枝桿菌,具有高水平固有和獲得性抗生素耐藥性,從而限制了治療選擇,並導致不良健康結局。儘管膿腫分枝桿菌被認為是噬菌體治療的潛在重要靶點,但至今仍缺乏來自真實世界的報告。
Jarrod Johnson是一名26歲的囊性纖維化患者,在他的有生之年已反覆遭受肺部感染。當他還是個孩子時,他每年都要在不同的醫院住院數次。成年後,在六年的時間裏,他經歷了持續的膿腫分枝桿菌感染,導致肺功能急速下降,但接受了多次治療都未見起色。到2020年,他的肺功能已經降到只剩30%,如果不進行肺移植,他的壽命也即將走到盡頭。
此前,Johnson曾被三家移植中心因感染分枝桿菌為由拒絕對其進行肺移植。因為,分枝桿菌可以從肺部傳播到皮膚和其他組織,從而會給使用免疫抑制藥物的移植接受者帶來巨大風險。
美國國家猶太健康中心成人囊性纖維化項目主任Jerry Nick博士團隊在得知Johnson的情況後,認為噬菌體是一種潛在的治療選擇。
該團隊研究了Johnson肺部的膿腫分枝桿菌樣本,以試圖找到一種可以殺死這種多重耐藥菌的噬菌體。
他們篩選了幾十種候選噬菌體,最終確定了兩種能有效殺死感染Johnson肺部分枝桿菌的候選噬菌體。研究人員對這些噬菌體進行了基因工程改造,以增強其裂解細菌的能力。

在同情使用的情況下,Johnson於2020年9月第一次接受了噬菌體輸注,隨後的500天中每天輸注兩次。在兩個月內,各種基因組、細胞培養和臨牀標誌物都表明治療成功。在治療一年多後,Johnson的感染幾乎已經消失。

研究人員發現,膿腫分枝桿菌在噬菌體治療前後表現出遺傳穩定性,多樣性普遍下降,對噬菌體或抗生素的耐藥性沒有增加。抗噬菌體中和抗體滴度隨時間增加,但在整個治療過程中並不妨礙臨牀改善。Johnson於第379天成功接受了肺移植,肺系統培養也未發現膿腫分枝桿菌。
Nick博士説:“多年來,我們一直試圖用多種抗生素來清除分枝桿菌感染,但都以失敗告終。當利用噬菌體這種細菌天敵時,我們成功清除了感染,並讓患者順利進行了肺移植手術。”
接受肺移植的Johnson説:“我非常感謝參與治療的所有人的努力、毅力和創造力。我本以為我快要死了,但他們真的救了我的命。”
Johnson現在已經停止了針對膿腫分枝桿菌的所有治療,並已恢復正常的生活。
研究人員表示,這項研究可以作為未來使用噬菌體治療嚴重膿腫分枝桿菌肺部感染患者和挽救生命的路線圖。
此外,該團隊還報告了另外兩例嚴重分枝桿菌感染對噬菌體的成功反應。這些病例主要是皮膚感染。研究人員表示,使用噬菌體治療更廣泛的患者將有助於確定抗體和噬菌體耐藥性的作用。
論文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.04.024