《Nat Microbiol:科学家有望利用噬菌体和抗生素组合性疗法来治疗超级细菌鲍氏不动杆菌所引起的感染!》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2021-01-20
  • 患者住院的一个主要健康风险就是细菌感染了,医院,尤其是包括重症监护室和外科病房在内的区域是“富含”细菌的高危区域,其中一些细菌还会对抗生素产生一定的耐药性,其被称之为“超级细菌”。超级细菌的感染难以治疗,而且治疗费用较高,常常会给患者带来致命性的后果。

    近日,一项刊登在国际杂志Nature Microbiology上的研究报告中,来自莫纳什大学等机构的科学家们通过研究揭示了如何逆转一种最危险的超级细菌的抗生素耐药性;研究人员使用到了细菌噬菌体(bacteriophages),其是一种仅会杀灭细菌的病毒,并不会对人类机体造成伤害。

    文章中,研究人员对这种名为鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)的超级细菌进行了研究,其在重症监护室中引发的感染占到了高达20%的比例;研究者Jeremy Barr教授说道,我们或许能利用大量噬菌体来杀灭对抗生素产生耐药性的鲍氏不动杆菌,但这种细菌非常聪明,同样,其会以对抗生素产生耐药性的方式很快对噬菌体也产生耐受性。研究人员阐明了鲍氏不动杆菌如何对攻击它的噬菌体产生耐受性,以及这种超级细菌如何对抗生素产生耐受性。鲍氏不动杆菌能产生一种胶囊样、粘稠的外层物质,从而保护其免受抗生素的杀灭作用;而研究人员所使用的噬菌体正能利用相同的胶囊结构作为入口来进入细菌内部并发挥杀伤性效应。

    在试图逃离噬菌体杀伤作用时,鲍氏不动杆菌会停止胶囊样结构的产生,这样科学家们就能利用曾经使用过的抗生素来杀灭这种超级细菌了。本文中,研究人员发现了至少有7种不同的抗生素会使得鲍氏不动杆菌变得再度敏感,同时这也大大扩展了科学家们治疗鲍氏不动杆菌的资源,从而就会使得这种超级细菌变得不再那么敏感了。在这种新型治疗性策略被应用于临床之前,研究人员还需要进行更多研究,目前的研究成果让研究人员非常欣慰。

    最后研究者Gordillo Altamirano博士说道,目前我们在小鼠实验中发现这种噬菌体拥有很好的治疗效果,后期还将继续优化探索这种疗法的效果,后期我们或能利用噬菌体和抗生素联合作用来有效治疗鲍氏不动杆菌所引起的感染。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41564-020-00830-7;https://news.bioon.com/article/6783112.html
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    • 2020年6月11日讯/生物谷BIOON/---在最近一项研究中,来自USC研究人员发现,一种新型的筛选方法可以更好地模拟人体内部状况,从而判断已有的抗生素能否对抗致命性的超级细菌感染。 研究人员发现,抗生素rifabutin对抵抗多重耐药的鲍氏不动杆菌具有很高的活性。该研究发表在最近的《Nature Microbiology》杂志上。 Rifabutin常被用于治疗结核病,在世界卫生组织的基本药物目录中,它是卫生系统中所需的最安全,最有效的药物。鲍氏不动杆菌会引起肺炎,脑膜炎和血液感染。根据疾病控制与预防中心的数据,美国境内每年因鲍氏不动杆菌引发的医院获得性感染导致的死亡占2%。 研究人员说,Rifabutin对超级细菌的超能力被忽视的原因之一是由于目前筛选技术的局限性。南加州医学中心首席医学官,该研究的高级作者Brad Spellberg说:“细菌在人体内的生长非常不同。”因此,研究小组设计了一种新型的“营养受限”培养基,可以更好地模拟体内状况。 他们发现,Rifabutin对在营养有限的培养基(以及动物组织)中生长的鲍氏不动杆菌具有强烈的活性,但对在更常用的培养基中生长的细菌无效。 科学家发现,Rifabutin采用独特的特洛伊木马策略,诱使细菌主动将药物导入自身内部,从而绕过细菌的外部细胞防御。研究人员发现,在传统的丰富培养基中,高含量的铁和氨基酸会抑制泵的活动。(生物谷 Bioon.com) 资讯出处:Old antibiotic may be a powerful new tool against deadly superbug 原始出处:Luna, B., et al. (2020) A nutrient-limited screen unmasks rifabutin hyperactivity for extensively drug-resistant Acinetobacter baumannii. Nature Microbiology. doi.org/10.1038/s41564-020-0737-6.
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-05-15
    • 在一项新的研究中,来自美国国立犹太医学中心、匹兹堡大学和科罗拉多大学的研究人员首次成功使用噬菌体---杀死细菌的病毒---来治疗抗生素耐药性的分枝杆菌肺部感染,这就为国立犹太医学中心的一名患有囊性纤维化的年轻患者接受挽救生命的肺部移植扫清了道路。这项病例研究报告指出,这些作者成功使用噬菌体来治疗这名患者(即下文的Jarrod Johnson)的脓肿分枝杆菌(Mycobacterium abscessus)肺部感染。相关研究结果于2022年5月13日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Host and pathogen response to bacteriophage engineered against Mycobacterium abscessus lung infection”。 论文第一作者兼论文共同通讯作者、美国国立犹太医学中心成人囊性纤维化项目主任Jerry Nick博士说,“我们多年来一直试图用多种抗生素清除这种分枝杆菌感染,但没有成功。当我们使用这种细菌自身的天敌(即噬菌体)时,我们能够清除这种感染,这导致了成功的肺部移植。” 肺部移植受者Jarrod Johnson说,“我非常感谢所有参与我的治疗的人的努力、坚持和创造力。我以为我将会死去。他们真地拯救了我的生命。” 囊性纤维化是一种遗传性疾病,会导致肺部堆积厚厚的粘液,导致反复的细菌感染,从而损害肺部并可能导致呼吸衰竭。尽管新的治疗方法已经极大地改善了囊性纤维化患者的预后,但这些患者的预期寿命仍然显著降低。 分枝杆菌是一种常见而广泛存在的细菌属,可引起结核病、麻风病和非结核分枝杆菌(nontuberculous mycobacterial, NTM)感染。脓肿分枝杆菌是一种特别具有侵袭性和挑战性的NTM感染。多种抗生素的组合使用和延长一年或更长时间的治疗往往是不成功的。美国国立犹太医学中心拥有美国最大的成人囊性纤维化项目,是一个治疗NTM感染的领先中心。 Johnson是一名26岁的囊性纤维化患者,在他的一生中反复遭受肺部感染。小时候,他每年都要在不同的医院住院数次。成年后,在六年的时间里,他经历了持续的脓肿分枝杆菌感染后,他的肺部功能迅速下降,并接受了多次不成功的治疗。到2020年,他的肺部功能已经下降到了30%以下。如果不进行肺部移植,医生认为他很可能在短短几年内死亡。 Johnson曾被三个移植中心拒绝进行肺部移植,主要是因为他的分枝杆菌感染。分枝杆菌可以从肺部扩散到皮肤和其他组织,这可能会使接受肺部移植的患者在接受免疫抑制药物治疗时陷入困境。Nick博士和他的团队考虑将噬菌体作为一种潜在的治疗方案。Johnson曾在位于美国丹佛市的圣约瑟夫医院(Saint Joseph Hospital)住院,在接受噬菌体治疗之前的一年里,他在那里度过了200多天。 噬菌体是攻击细菌的病毒。近年来,随着越来越多的细菌对抗生素产生耐药性,人们对用它们来治疗细菌感染的兴趣也越来越大。论文共同通讯作者、匹兹堡大学生物科学教授Graham Hatfull博士是发现和使用噬菌体来治疗分枝杆菌感染的领导者,并提供了用于治疗Johnson的噬菌体。 噬菌体通常只对少数类型的细菌具有特异性。2016年,Nick博士和他的同事们提供了来自Johnson肺部的脓肿分枝杆菌样本,旨在寻找一种能够杀死这种分枝杆菌的噬菌体。Hatfull博士和他的团队筛选了几十种候选噬菌体,并确定了两种能有效杀死感染Johnson肺部的脓肿分枝杆菌的噬菌体。他们对这两种噬菌体进行了基因改造,以优化它们的治疗潜力。 Nick博士说,“这项新的研究可以作为未来使用噬菌体治疗严重脓肿分枝杆菌肺部感染患者和拯救生命的路线图。” 美国国立犹太医学中心的医生们获得了美国食品药品管理局(FDA)的授权,可以同情地使用这种实验性治疗。Johnson在2020年9月接受了他的第一次噬菌体输注,随后500天内每天输注两次。在两个月内,多种基因组、细胞培养和临床标志物表明,该疗法正在取得成功。噬菌体治疗开始后仅一年多,Johnson的肺部感染似乎已被清除了。 论文共同作者、科罗拉多大学肺移植项目医学主任Alice L. Gray博士认为,Johnson的肺部移植目前是安全的,并将他列入了联系人名单。Johnson于2021年10月在科罗拉多大学医院(UCHealth)移植中心接受了新肺移植,并与Gray博士合作,在整个手术过程和康复期间一直使用噬菌体疗法。一系列标志物表明Johnson在肺部移植后没有感染的迹象。Johnson如今已经停止了对脓肿分枝杆菌的所有治疗,并过上了正常的生活。 匹兹堡大学的Hatfull博士及其团队已经报告了另外两例严重分枝杆菌感染病例成功地对噬菌体疗法产生反应。这两例病例主要与皮肤感染有关。在这些成功病例研究的指导下,使用噬菌体治疗更广泛的患者将有助于确定抗体和噬菌体抵抗性的作用。 参考资料: 1. Jerry A. Nick et al. Host and pathogen response to bacteriophage engineered against Mycobacterium abscessus lung infection. Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.04.024. 2. First successful treatment of antibiotic-resistant mycobacterial lung infection with bacteriophages https://medicalxpress.com/news/2022-05-successful-treatment-antibiotic-resistant-mycobacterial-lung.html