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用病毒治疗膀胱感染
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年07月25日 来源:AAAS
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苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了一种新的快速检测方法,利用噬菌体(感染细菌的病毒)快速准确地识别导致尿路感染的病原体。这使得有针对性地使用合适的抗生素成为可能。研究人员还对噬菌体进行了基因改造,使其更有效地摧毁致病菌
大约每两个女性中就有一个在她的一生中受到膀胱炎的影响,许多人患有复发性尿路感染。膀胱感染不仅是痛苦和潜在的危险,而且对医生来说也是一个重大的难题。随着抗生素耐药性在尿路感染中越来越普遍并不断增加,医生经常被迫盲目地开抗生素,而不知道它们对引起感染的病原体的有效性。这是因为使用传统诊断方法需要几天时间才能确定特定的病原体。
苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员与巴尔格里斯特大学医院(Balgrist University Hospital)合作,开发了一种利用细菌的天然病毒捕食者噬菌体的快速测试方法。研究人员还对噬菌体进行了基因改造,使其更有效地摧毁致病菌。
噬菌体是高度特化的病毒。每种噬菌体只感染一种特定类型或菌株的细菌。由Martin Loessner教授领导的苏黎世联邦理工学院食品微生物学研究小组的科学家们现在正在利用这一独特的特性。第一步是确定对与尿路感染有关的三种主要细菌有效的噬菌体,即大肠杆菌、克雷伯氏菌和肠球菌。然后对这些天然噬菌体进行修饰,使它们识别和感染的任何细菌都能产生易于测量的光信号。
使用这种方法,研究人员能够在不到4小时的时间内从尿液样本中可靠地检测到致病菌。在未来,该方法可以在诊断后立即开出合适的抗生素,从而最大限度地减少耐药性的发展并改善抗生素的管理。
这种方法还有另一个优点:它允许医生预测哪些病人可能对定制的噬菌体治疗反应特别好,因为在检测中产生的光信号强度已经表明了噬菌体攻击细菌的效率——样品发光越多,细菌对治疗的反应就越好。
噬菌体疗法已经使用了100多年,但随着青霉素的发现,在西方工业化国家被遗忘了。鉴于抗生素耐药性的增加,它们目前正在复兴。它们还有一个决定性的优势,那就是只攻击一个目标细菌,就像狙击手一样。
然而,以前的治疗方法有一个问题:“噬菌体对完全杀死它们的宿主,即致病细菌不感兴趣,”ETH研究员Samuel Kilcher解释说,他是该研究的两位最终作者之一。为了提高噬菌体的效力,研究人员对它们进行了基因改造。经过修饰的噬菌体不仅能在被感染的宿主细菌内产生新的噬菌体,还能产生细菌素。一旦它们被释放出来,这些杀菌蛋白对细菌菌株特别有效,这些菌株已经改变了它们表面的某些部分,以至于噬菌体不再识别它们。这种双管齐下的攻击使治疗更加有效。
在个别病例中,例如最近在日内瓦大学医院抢救的一名肺病患者,噬菌体疗法已在实验中得到成功应用。该研究的最后作者之一马修·邓恩(Matthew Dunne)说:“世界各地也有许多学术和商业临床试验正在系统地研究天然和基因优化噬菌体的潜力。”然而,这种疗法要在西方国家得到更广泛的应用还有很长的路要走。除了广泛的临床研究外,考虑到噬菌体是与其细菌宿主共同进化的生物实体,即它们不断进化,调节调整也将是有用的。
目前的研究是一个概念的证明。接下来,苏黎世联邦理工学院的研究人员将与来自Balgrist大学医院的合作伙伴一起,在选定的患者中进行临床试验,测试这种新的噬菌体疗法的疗效。
Enhancing bacteriophage therapeutics through in situ production and release of heterologous antimicrobial effectors