噬菌体鸡尾酒显示出对抗耐药细菌的希望

研究人员有一种新的策略来对抗耐药细菌感染。他们的策略涉及使用噬菌体集合，即自然攻击细菌的病毒。在一项新的研究中，芝加哥大学普利兹克分子工程学院 (PME) 和芝加哥大学医学院的研究人员表明，这些噬菌体的混合物可以成功治疗小鼠的耐抗生素肺炎克雷伯菌感染。

然而，与此同时，该团队的工作揭示了噬菌体和细菌之间的相互作用是多么复杂。预计在分离培养皿中最有效的病毒并不总是在动物中有效。此外，噬菌体和细菌都会随着时间的推移而进化——在某些情况下，噬菌体进化得能够更有效地杀死细菌，而在其他情况下，克雷伯氏菌进化出对噬菌体的抵抗力。

“我们仍然认为噬菌体是一种非常有前途的治疗方法克雷伯氏菌等细菌，”分子工程助理教授、这项新研究的资深作者 Mark Mimee 说，发表于细胞宿主和微生物。 “但噬菌体就像一种活的、不断变化的抗生素，这给它们带来了很大的复杂性。”

肺炎克雷伯菌是在人们肠道中发现的常见细菌，对人体造成的伤害很小。然而，当细菌逃逸到身体其他部位时，例如开放性伤口、肺部、血液或，它们可能导致更严重的感染。肺炎克雷伯菌经常在医院内传播，耐药菌株也很常见。

“在我的诊所里，我看到过由克雷伯氏菌引起的反复尿路感染的患者，”这项新研究的合著者、芝加哥大学医学院的泌尿妇科医生桑德拉·瓦莱蒂斯（Sandra Valaitis）说。 “这些细菌菌株通常会对口服抗生素产生耐药性，导致患者清除感染的选择较少。我们迫切需要治疗这些细菌的新方法。”

一个多世纪以来，噬菌体一直被认为是细菌的天敌，并对其治疗感染的潜力进行了研究。然而，噬菌体通常对一种类型的细菌非常具有特异性，因此预测这些匹配非常困难。

在这项新研究中，Mimee 实验室的科学家埃拉·罗特曼 (Ella Rotman) 对废水进行了筛选，分离出可以有效杀死 27 种不同克雷伯氏菌菌株的噬菌体，其中包括从芝加哥大学患者体内新分离出的 14 种噬菌体。研究小组鉴定出数十种噬菌体能够杀死至少一些克雷伯氏菌菌株。然后，研究人员分析了细菌中的细菌使得它们最容易被这些噬菌体杀死或削弱。

根据该分析，罗特曼和她的同事开发了五种噬菌体的混合物，每种噬菌体都针对细菌的不同成分。在培养皿和小鼠中，这种噬菌体混合物使耐抗生素克雷伯氏菌更容易受到免疫系统的攻击，并且在某些情况下更容易受到抗生素治疗。然而，在其他情况下，细菌在治疗后变得更加耐药。

“这是生物学经常无法按照你希望的方式发挥作用的事情之一，”米米说。 “但这让我们有机会研究噬菌体和细菌之间的详细动态。”

通过将噬菌体混合物暴露于一系列分离的克雷伯氏菌，研究人员为噬菌体提供了进化的机会。这提高了鸡尾酒杀死克雷伯氏菌的能力。在小鼠中，该混合物有效地杀死或削弱了克雷伯氏菌。研究人员观察到小鼠肠道中细菌和噬菌体之间的共同进化，其中克雷伯氏菌进化以逃避噬菌体攻击，而噬菌体则进行反击以更好地感染改变的细菌。

Mimee 的实验室小组正在继续进行实验，以更好地了解不同的噬菌体和细菌对如何相互作用，以及人体内自然存在的其他噬菌体和细菌的存在如何影响这种相互作用。与此同时，他们正在与 Valaitis 合作，寻求美国食品和药物管理局 (FDA) 的批准，进行一项小型临床试验，在尿路感染患者中测试噬菌体混合物。

“这项研究在试图解决问题的复杂性方面迈出了积极的一步。并将它们移到离诊所更近的地方，”Mimee 说。