抗菌治疗新方法---噬菌体

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.

小患者isabelle

背景

滥用抗生素导致耐药细菌诞生，有好多超级细菌，目前所有高级抗生素不能治疗。除了研制更高级抗生素之外，是不是还有其他方法呢？mycobacteria：分子杆菌属就是一种比较难以治疗的菌种，结核分枝杆菌就是其中的一种。已经出现耐药的结核分子杆菌（mycobacterium tuberculosis）和非结核性分枝杆菌（non-tuberculsis mycobacteria）。患有先天性肺囊纤维化（cystic fibrosis）的患者，最容易感染NTM。

患有先天性肺囊纤维化的患者，最终都需要进行肺移植。但是肺移植之前合并的NTM感染，往往导致移植的推迟或移植后的不良后果。由于免疫抑制剂的使用，移植后发生的普通感染就很难控制，如果合并耐药细菌，治疗将是难上加难。

噬菌体是病毒的一种，靠寄生细菌而存活和传宗接代。其中Ecoli大肠杆菌是最容易被噬菌体感染的细菌，实验中经常利用Ecoli大肠杆菌培养和扩增病毒，通过电转染（electrophoresis）或热休克（hot shock）的方法很容易将各种病毒质粒转入Ecoli，之后各种质粒翻译转录，组装成病毒，破坏Ecoli菌体而出。然后利用扩增后的慢病毒lentivirus进行基因干预。

既然噬菌体可以侵蚀细菌，能否利用噬菌体治疗体内的细菌感染，尤其是难治性、耐药的细菌呢？

病情简介

15岁女性，因为先天性肺囊性纤维化，导致肺功能进行性衰竭，拟行肺移植，但是术前合并有如下细菌感染：Pseudomonas
aeruginosa（铜绿假单胞菌）和 M. massiliense导致的脓肿。肺移植前针对上述感染，口服或静脉抗生素连续8年。尽管治疗囊性纤维化的药物lumacaftor/ivacaftor持续使用，但是肺功能进行性下降，FEV1 下降至0.63。最终进行了双侧肺移植，术后免疫抑制的情况下，积极给与静脉和口服抗生素，由于出现恶心、厌食、腹泻及水电解质失衡等副作用，不得不暂停静脉抗生素。

停用抗生素后，即发现手术切口红肿，双肺实变，痰培养发现脓肿性分枝杆菌感染，提示分子杆菌感染。 给与Clofazimine（氯苯吩嗪）和 bedaquiline两种强效治疗分子杆菌的药物，并且继续之前停用的静脉药物。

因为同时出现腹痛、肝脏肿大、肝功能异常以及EBV血症，完善PET-CT：胸骨破坏、肝门周围肿大淋巴结。

腹腔、肝门周围肿大高代谢结节

结合患者EBV感染，上述高代谢肿大淋巴结，初步考虑PTLD，遂停用霉酚酸酯，给与利妥昔单抗4次，但是淋巴结结节并未减小，而是增大，并且出现前臂的红肿结节，胸部切口结节活检提示肉芽肿性炎症。尽管抗生素维持治疗，但是胸部切口和前臂红肿结节缓慢进展。

新疗法的找寻--分离验证in vitro

首先需要分离培养感染的分枝杆菌，移植后一月，终于形成菌落colony，命名为GD01。之后选取分枝杆菌分离的噬菌体，进行共培养，验证其对 massiliense的杀菌活性，一共验证的大约10000种噬菌体。找到一种muddy的噬菌体可以有效感染GD01菌株，另一种Zoej噬菌体也可以感染GD01，尽管EOP稍低。通过bacteriophage recombineering of electroporated DNA技术改造Zoej噬菌体的抑制基因，大大增强期感染GD01的效率。还有一个BPs噬菌体，拥有单碱基突变的mutant（HRM1和HRM10），具有更高的感染效率。

另外又选取其他类似病患，分别为GD02、GD03、GD04，筛选可以感染杀灭菌株的噬菌体，发现muddy、zoej 和Bps三种噬菌体并不是对所有的GD都敏感。持续对GD01菌株，使用三个噬菌体连用的cockail疗法，发现可以杀灭大部分分枝杆菌。

病患验证--in vivo

首先将三联cocktail噬菌体胸部切口局部用药，未发现过敏等不良反应。后改为静脉输注噬菌体治疗，q12h，连续32 weeks。头两天出现出汗、皮肤发红，但是没有发热及其他体征。

一个月之后，胸部使用过局部用药的感染明显好转，之后持续局部用药。之后6个月，患者皮肤感染持续好转，肝功能和肺功能好转。再次PETCT，发现腹腔肝门肿大活跃淋巴结，明显减少。

噬菌体治疗后肿大活跃结节缩小

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噬菌体测定单位：PFU/ml，plaque forming unit per ml。