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噬菌体治疗在现代医疗中崭露头角

张义元 上海噬菌体与耐药研究所 2023-08-18

抗生素的发现在现代医学的发展中具有举足轻重的地位。作为第一种被人类发现的抗生素,青霉素曾在第二次世界大战期间挽救了无数生命。短短一年,青霉素就走完了从药物发现到商品化的进程,并开启了抗生素药物研发的黄金时代。在不到二十年的时间里,抗生素的销售额扩增至为250亿—260亿美元,并保持着8%的年增长率。

然而,随着抗生素的大量使用,抗生素产业却遇到了前所未有的难题:新抗生素的发现速度十分缓慢,更重要的是,抗生素滥用所带来的细菌耐药问题已经成为世界性的医疗卫生难题。目前,我们所面对的已经不再是简单的细菌感染,而是由超级细菌所引起的多重耐药(multi-drug resistantMDR)细菌感染。在欧洲,每年约有25000名患者死于多重耐药菌感染,其死亡率超过了50%。在美国,每年由耐药细菌感染所导致的医疗支出高达200亿美元。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistantStaphylococcus aureusMARS)在美国首次出现就导致了每年约19000人的死亡和30-40亿美元的财产损失。新抗生素的发现已经变得很困难,而细菌的耐药的问题却愈演愈烈。

近年来,临床上多重耐药菌泛耐药的病例层出不穷。鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌等都是临床上常见的多重耐药菌,这些耐药菌的出现给临床治疗带来了巨大的压力与挑战。雪上加霜的是,耐药基因能够在病原菌之间进行水平转移,使细菌耐药更加难以防治。下表中统计了不同国家重症监护室(ICUs)感染的频率,以及感染患者的感染部位。


 

其实,噬菌体用于治疗细菌感染的相关研究比抗生素的发现还要早。1896年,英国细菌学家欧内斯特·汉伯里·汉金(Ernest Hanbury Hankin)首次在印度河发现一种可以杀灭细菌的神秘物质,后续的实验证实,这种神秘物质就是噬菌体。九十年前,噬菌体被首次应用于治疗领域。噬菌体能够特异性地感染细菌,并使宿主菌裂解。噬菌体作为解决超级细菌感染的替代方案具有巨大的开发潜力和市场前景。低廉的成本、高效的杀菌效果以及丰富的噬菌体资源都是其无可替代的特色。噬菌体疗法,作为一项新兴的技术正在悄然影响着现代医学的发展。


表3 噬菌体作为抗菌剂优缺点一览


尽管噬菌体治疗在动物模型及临床治疗中已经显示出了相当不错的效果,但是噬菌体治疗距离真正进入临床仍有相当长的距离。(推荐阅读:噬菌体进入现代医疗必须跨越的障碍:监管和知识产权问题)噬菌体治疗被评为2019年新兴技术,也是世界范围内的研究热点。世界各国噬菌体治疗经验的分享也推动了噬菌体治疗的完善和发展,在控制超级细菌的传播上起到了重要的作用。


 表4 噬菌体治疗研究项目


耐药菌感染的复杂性会给噬菌体治疗带来一定的难度。噬菌体能否和病原菌直接接触,直接关系到噬菌体的治疗效果。噬菌体在不入血的情况下,其治疗难度在一定程度上源于噬菌体给药途径的选择上。如果噬菌体入血治疗,则要求噬菌体达到国家相关法规下药物入血的标准,而这也是目前噬菌体治疗需要解决的问题。

目前,国内外的多家大型医药企业都投入大量资金,开发噬菌体、裂解酶等具有抗菌活性的产品。另外,针对噬菌体的特殊性,世界各国也都出台了相应的政策制度以支持相关产业的发展。

作为未来可能代替抗生素解决超级细菌感染的终极武器,噬菌体显示出巨大的发展潜力。值得注意的是,噬菌体治疗也会引起耐受的问题。然而,噬菌体的耐受并并没有细菌耐药那么严重。这是因为噬菌体具有与细菌共进化的能力,而且,人们在自然界这个如此巨大的噬菌体资源中总会找到能够裂解某种细菌的噬菌体。

人类和超级细菌之间的战斗已经打响,我们用大自然中最古老也是最有效的武器去对抗超级细菌。这一次,人类能否凯旋呢?


参考文献

1.  Vincent J-L, Rello J, Marshall J, Silva E, Anzueto A, et al. 2009. JAMA302:2323-9.

2.  Taati Moghadam M,Amirmozafari N, Shariati A, Hallajzadeh M, Mirkalantari S, et al. 2020. InfectDrug Resist 13:45-61.


编辑:李建辉



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