【感染科普笔记2023-7-4】李娜丨铜绿假单胞菌感染的噬菌体治疗
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讲者丨李娜（复旦大学附属中山医院）
整理丨卢锋（黔西南州人民医院）
审核丨蓝雪0816
来源丨SIFIC 2022“全国感控与耐药感染”联合大会
铜绿假单胞菌是一种常见的致病菌，可导致呼吸道、皮肤软组织、骨关节、血流等全身的各脏器的感染。耐药机制比较多，耐药性强，很容易产生生物被膜，老年患者或者免疫抑制的人群，非常容易发展成慢性感染，因此临床治疗较困难。SIFIC 2022“全国感控与耐药感染”联合大会上，复旦大学附属中山医院感染病科李娜教授给大家带来应用噬菌体治疗铜绿假单胞菌的经验。
一、铜绿假单胞菌的耐药性
2022年报道全球细菌抗生素耐药AMR负担，与耐药菌相关死亡的六种主要病原体，可以造成每年350多万相关死亡，包括铜绿假单胞菌。在2017年who公布的亟需新型抗菌抗菌药物研发的12类超级细菌中，耐碳青酶烯铜绿假单胞菌排第二位，我国2021年临床分离出最常见的致病菌，铜绿假单胞菌排在第四位，亚胺培南的耐药率仍在20%以上，耐药形势非常严峻。截至2019年5月，全球共有407个临床前的抗菌药物的研究，重点是革像铜绿假单胞的革兰阴性菌。13%的产品是噬菌体及其衍生品以及微生物制剂。
二、铜绿假单胞菌的治疗
噬菌体的溶源状态，将基因组整合到细菌上，不随着细菌裂解。但目前用于临床治疗的主要还是一个裂解性的噬菌体，它能够靶向的吸附在细菌上，在细菌内进行自我扩增，最后导致细菌的裂解。
铜绿假单胞菌的毒力因子、致病因子非常多，因此研发铜绿假单胞菌相关的抗菌产品，作用靶点也非常多。但是目前针对铜绿假单胞菌临床药物研究，上升到三期临床试验的非常少。研发速度不能应对铜绿假单胞菌耐药的形势。
三、噬菌体治疗铜绿假单胞菌具有优势
噬菌体在环境中无处不在，它的数量是细菌的1031～1032倍左右，噬菌体具有高度特异性，能够靶杀细菌，有宿主依赖性。它不感染真核细胞，治疗比较安全。噬菌体要依赖宿主菌进行自我扩增，因此体内杀菌效果持续时间比较长，对正常菌群的影响比较小。跟抗生素的作用机制不同，可以协同发挥作用。
铜绿假单胞菌的生物被膜是治疗的关键，噬菌体具有裂解生物被膜作用。目前用于临床治疗的有：单种噬菌体、噬菌体鸡尾酒、噬菌体联合抗菌制剂、基因工程改造噬菌体，以及噬菌体衍生产品裂解、解菌酶等。对于临床上申请噬菌体治疗的患者，多数都是一些复杂疑难，多耐药的重症感染患者，单种噬菌体的治疗一般不能够满足临床治疗需求。
四、噬菌体治疗安全有效
绝大多数患者无不良反应或轻微；79%的患者临床症状改善；87%的患者实现细菌的清除，噬菌体治疗总体是安全有效的。
噬菌体给药的方式包括：静脉、雾化吸入膀胱灌注、局部注射、局部湿敷以及创腔灌注。
铜绿假单胞菌的慢性感染，细菌的异质性明显，细菌的耐药性、独立运动等方面高度多样性，对噬菌体的敏感性存在差异，推荐针对于临床分离的标本，进行菌株的噬菌体的筛选，根据噬菌体裂解的宿主谱不同，噬菌体尾丝蛋白以及受体的不同来组合一个最优方案。
推荐针对每个患者进行个性化的噬菌体的筛选及组合，噬菌体作为辅助的用药，联合的用药，最常用的是噬菌体和抗菌药物的联合。
细菌对噬菌体产生耐受的几率比抗生素产生耐药性的几率更高、更快。噬菌体在侵染细菌的各个过程都可能遭到细菌的抵抗，如：噬菌体以细菌外排泵的外膜蛋白作为受体，当细菌耐受这个噬菌体的感染以后，细菌通过下调外排泵的外膜蛋白的表达，来耐受噬菌体的感染，同时抗生素也无法通过外排泵向外排出，抗生素的耐药性降低。铜绿假单胞菌与噬菌体耐受性的突变株，在细菌的移动性以及生物膜的形成方面能力都是有下调，对于很多抗生素的敏感性有提高，包括哌拉西林他唑巴坦，临床上常用于治疗铜绿假单胞菌感染。噬菌体10的突变株，敏感性从耐药直接转变为敏感。噬菌体和抗生素的联用，仍需要探索他们潜在的协同机制，最佳的联合方案，给药的顺序和剂量，是先后序贯给药还是同时进行，如何评估疗效，以及出现既耐抗生素又抵抗噬菌体的时候，如何来处理。
五、噬菌体对抗生物膜机制
噬菌体通过以下几种机制发挥对抗生物膜作用：①通过抑制群体感应来阻止细菌的聚集生膜的形成；②破坏细胞外基质来使抗生素对生物内膜的渗透性增加；③联用抗生物膜特性的小分子的药或酶类联用效果更佳；④直接渗透到生物膜的内膜内，对细菌进行裂解和杀菌。
六、噬菌体的衍生产品
主要是一些裂解酶，针对革兰阳性菌的细胞壁，革兰阴性菌因为存在外膜结构，裂解酶进入比较困难，可跟外膜渗透剂联用，或者通过基因工程来合成设计裂解酶表达穿膜肽，有少数天然裂解酶有穿膜效果。
七、基因工程改造噬菌体
目前基因工程通过改造噬菌体尾丝蛋白，使噬菌体能够识别更多的细菌表面受体。细菌表面的任何一种成分都可以作为噬菌体的受体，目的是为了拓宽噬菌体的宿主谱。基因工程改造甚至能够从头合成噬菌体或噬菌体的衍生产品。
八、其它问题
（一）噬菌体免疫原性—制约治疗效果噬菌体本身是大分子蛋白和核酸的复合体，表面的一些蛋白或其他成分，可以作为抗原诱发机体的免疫应答；噬菌体经血液注射治疗，细菌被大量杀死的过程会释放大量的内毒素，也会诱发机体的免疫应答，这些都是制约噬菌治疗效果的一个缺陷。
（二）噬菌体体内药代/药效动力学数据缺乏目前噬菌体治疗个性化差异特别明显，所以关于它的药代、药效动力学的研究数据非常缺乏。
（三）噬菌体与抗菌药物可能存在拮抗作用噬菌体与抗菌药物可能存在拮抗作用，机制包括：①高浓度抗菌药物抑制噬菌体复制；②噬菌体与抗菌药物作用于相同的靶点；③抗菌药物抑制噬菌体复制所需的物质合成。
小 结
[*]噬菌体是对抗多重耐药铜绿假单胞菌感染的潜力股；
[*]目前推荐的治疗方案：包括噬菌体鸡尾酒、噬菌体联合抗菌药物或其他治疗手段，包括手术等，
[*]噬菌体临床治疗存在的普遍问题：包括噬菌体的靶向特异性特别强、宿主谱比较窄、细菌的异质性、噬菌体的耐受、生物膜的形成、生物膜的质量、药代/药效数据缺乏以及免疫原性等。
[*]期待的研究成果：RCT试验、超广谱鸡尾酒或合成的广谱的噬菌体、机体对噬菌体的免疫应答等
[*]探索方向：噬菌体-抗菌药物的协同机制，宿主-细菌-噬菌体相互作用机制，基因编辑噬菌体。
感 悟
噬菌体与抗菌药物治疗细菌感染，存在此消彼长的关系，也有协同作用，通过临床观察，利用噬菌体治疗细菌感染是一个有效的方法，由于目前噬菌体的药理学数据不足，与细菌和宿主之前的相互作用机制和反应不完全清楚，尚处理治疗的辅助及研究阶段。如能将现有的成果汇编成治疗指导指南，在有条件的医疗机构进行推广，势必可以进一步推动噬菌体治疗的发展。
封面图片来自网络图文：王小虾
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