研究人員成功利用噬菌體治療複雜的肺部感染 無不良副作用

研究人員使用以細菌為食的病毒治療了 20 種複雜的耐抗生素肺部感染;結果發現沒有不良副作用,超過一半的治療患者有良好的臨床效果。來自加州大學聖迭戈分校醫學院和匹茲堡大學的研究人員領導一個國際研究小組,提出了用噬菌體治療抗生素耐藥性感染患者的最大案例系列的令人鼓舞的發現。

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患有囊性纖維化或其他傷害或破壞肺部支氣管的慢性疾病的患者–在整個器官中輸送氧氣和其他氣體的管道網絡–更有可能獲得非結核分枝桿菌(NTM)的感染。

該研究結果最近發表在《臨床傳染病》雜誌上。

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非結核分枝桿菌(NTM)感染在囊性纖維化或其他損害或破壞肺部支氣管的慢性疾病患者中越來越常見,支氣管是將氧氣和其他氣體輸送到整個器官的管道網絡。

由於細菌對長期以來一直作為護理標準的抗生素的耐藥性,治療NTM感染具有挑戰性,特別是那些由膿腫分枝桿菌帶來的感染。根據美國疾病控制與預防中心的數據,美國每年有35,000人死於對所有抗生素有抗藥性的大約300萬次感染。

科學家已經長期關注被稱為噬菌體的病毒,專門針對並摧毀某些細菌種類或菌株。無論細菌生活在哪裡,噬菌體的數量可能比所有其他生物形式的總和還要多。它們在20世紀初首次被發現,從那時起,隨着耐抗生素細菌的增長和傳播,人們對它們進行了越來越多的研究,以確定其藥用潛力。

2016年,加州大學聖迭戈分校醫學院的科學家們使用一種實驗性的靜脈注射噬菌體療法,成功地治療和治癒了同事Tom Patterson博士,他因耐多葯細菌感染而瀕臨死亡。Patterson的病例是美國第一個採用靜脈注射噬菌體來根除系統性細菌感染的有記錄的病例。隨後的成功案例幫助促成了加州大學聖迭戈分校創新噬菌體應用和治療中心(IPATH)的建立,這是北美第一個此類中心。

“我們認為這是一個革命性的課題和研究,是由我們最初的Tom Patterson病例報告演變而來,”共同通訊作者、加州大學聖迭戈分校醫學院的醫學和全球公共衛生教授Constance Benson說。“當我們IPATH和其他機構致力於擴大噬菌體療法的用途時,它有望被高度引用。”

目前,這些用途是有限的,部分原因是每個噬菌體物種只尋找和破壞一種細菌物種,而且目前已知的有治療作用的噬菌體的“武器庫”相對較小。因此,噬菌體療法的測試目前僅限於所有其他可行的替代方法都失敗或已經失敗的實驗性治療。

這項新的研究涉及20名患有複雜的抗生素難治性分枝桿菌感染的患者。所有患者都表現出不同的基礎疾病;大多數人患有囊性纖維化(CF),這是一種遺傳性的漸進疾病,對肺部和其他器官造成嚴重損害。目前,囊性纖維化還沒有治癒的辦法。活到成年的CF患者的平均壽命約為44年。

參與研究的患者符合美國食品和藥物管理局的”同情性使用”條款,該條款允許在沒有類似或令人滿意的替代療法的情況下對威脅生命的藥物或產品進行測試。

Benson、共同通訊作者、匹茲堡大學Eberly家族生物技術教授Graham F. Hatfull博士及其同事篩選了200名有癥狀的肺部疾病患者,以確定可能對噬菌體敏感的細菌菌株,並確定了55株菌株。

噬菌體通過靜脈注射、霧化器氣溶膠或兩種方法同時使用,平均療程為6個月,但一些患者根據臨床或微生物學反應進行了更短或更長的治療。

對患者的不良反應、癥狀改善或細菌減少的跡象、噬菌體抗性的出現或噬菌體被患者免疫系統中和的情況進行監測。

作者報告說,無論細菌感染的類型、使用的噬菌體類型或治療方法如何,任何患者都沒有出現噬菌體治療的不良反應。20名患者中有11名顯示出某種程度的癥狀改善或細菌的減少。五名患者的結果不確定,四名患者對治療沒有反應。

在8名患者中,注意到中和抗體的增加,這可能是造成4例患者缺乏治療反應的原因。11名患者接受了單一的噬菌體治療,沒有觀察到噬菌體耐葯的跡象。

Benson說:“鑒於這些病人及其個人情況的複雜性和巨大差異,不可能得出任何廣泛的結論,只是噬菌體治療分枝桿菌感染顯示出前景,應該進一步探索,特別是治療很少或沒有其他良好選擇的病人。”

Hatfull說,這項研究為如何有效利用治療性噬菌體提供了若干見解。

他說,首先,它強調了顯著擴大有用的噬菌體種類的必要性,無論是從分離的菌株中開發它們還是創造合成版本,都是一項新興的事業。

第二,缺乏噬菌體抗性是令人鼓舞的,支持使用單一的噬菌體治療,儘管在有一種以上合適的噬菌體的情況下,作者建議循環使用它們以規避病人免疫系統的中和。

第三,噬菌體的最佳管理,無論是靜脈注射還是氣溶膠,都可能取決於感染的性質和病人的免疫系統是否受到損害。

第四,由於噬菌體似乎具有良好的耐受性,沒有不良反應,更高的劑量和更長的治療時間可能是可能的和可取的。

Hatfull說:“我們觀察到的和記錄到的所有限制都不是不可克服的。這些案例研究表明,噬菌體治療可能是臨床控制NTM感染的寶貴工具。”

共同作者Robert Schooley博士是加州大學聖迭戈分校醫學院的醫學教授和傳染病專家,他是IPATH的共同主任,並幫助領導2016年治療和治癒帕特森的臨床團隊,他的觀點更長遠。

“在噬菌體中,進化產生了一種有效的細菌‘殺手’,它為全世界對抗抗生素耐藥性的鬥爭提供了巨大潛力。這篇論文是對可能和可能的情況的一瞥。它從NTM感染開始,但外面耐抗生素的細菌種類數量很多,而且在不斷增加。這是一場可能永遠不會結束的鬥爭中的另一個步驟,一個重要的步驟。”

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