《精准抗菌成为预防和抗感染治疗的关键》

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  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2023-02-13
  • 一 临床中抗细菌药物的使用

    抗细菌药物一般是指具有杀菌或抑菌活性的药物,包括各种抗生素。理想的抗细菌药物应具备高效干扰细菌的功能及不影响宿主细胞[1]的特点。临床上抗细菌药物的使用可分为治疗性使用和预防性使用。治疗性使用是指在患者的症状必须给予抗细菌药物以控制病情进一步的发展、恶化时给药,是一种以治疗为目的的使用。而预防性使用抗菌药物主要是由于许多患者在经历手术或其他治疗后,为防止在伤口处产生感染,而提前预防性地给予抗细菌药物治疗,目的是预防感染[2]。

    但由于临床医生和患者对抗细菌药物的认识不足和不合理使用(如预防性滥用或不合理的抗菌药物联合使用等),使得抗细菌药物不仅不能有效控制感染的发生,而且还产生了严重的耐药现象[2]。“超级细菌”正是细菌对抗菌药物的耐药引起的,因此选用合理的抗菌药物,避免耐药菌株的产生在临床治疗中尤为重要。

    二 广谱抗菌和精准抗菌怎么选?

    每一种抗菌药都有自己的抗菌范围,并且只对这个范围内的细菌产生作用,这个范围被称为该药的抗菌谱。抗菌范围广泛,抗菌谱广的抗菌药称广谱抗菌药。广谱抗菌药物虽然应用范围更大,但长时间、大剂量的应用会造成菌群失调,诱发诸多疾病,或可导致宿主发生二重感染[1-2]。此外,无指征和预防性使用广谱抗菌药物无异于“杀鸡用牛刀”,不仅造成资源浪费,而且还容易导致敏感菌对原来有效的药物产生了耐药性,甚至会出现多重耐药现象[1-2]。

    药物广谱而造成的耐药性和副作用,使人们去思考如何将抗感染精确化,也就是精准抗菌。相对于广谱抗菌,精准抗菌的抗菌谱更窄,只针对特定的病原体,但长时间、大剂量的应用,不会影响宿主细胞和菌群[4]。因此,精准抗菌被认为是抗生素替代制剂,可能是未来预防和抗感染治疗的关键。

    三 精准抗菌成为预防和抗感染治疗的关键

    正如阿斯利康的Ken Stover所说,我们在很多疾病领域中都听说了“精准医疗”这个概念,但在感染疾病领域却听到不多,因为“广谱”早已经是这一领域的范式[5]。鉴于“广谱”带来的耐药性和副作用问题,精准抗菌疗法可能是预防和抗感染治疗的新方向。

    单克隆抗体

    单克隆抗体是一种由单一B细胞产生的、只针对特定一种抗原表位的抗体。单克隆抗体具有毒性小、寿命长和准确性高的优点,能特异性杀灭特定种类的病菌,因此被纳入新型精准抗菌疗法。目前已开发了多种单克隆抗体,如葛兰素史克公司开发了一种阻断炭疽杆菌保护性抗原(PA)的抗体Raxibacumab,可以中和炭疽杆菌的毒性作用从而治疗吸入性炭疽。此外,默沙东公司开发了一款全人源单克隆抗体Bezlotoxumab,通过靶向艰难梭菌的毒素B,来防止艰难梭菌感染的复发。单克隆抗体的另外一个优势是治疗和预防均可适用。有研究称将阿斯利康的MEDI-4893进行工程化改造后,其在人体内的半衰期可达到100天,足以起到“事先预防”的作用[6]。

    噬菌体裂解酶

    噬菌体裂解酶是双链 DNA 噬菌体感染宿主后表达的一类肽聚糖水解酶。裂解酶通过作用于敏感细菌细胞壁上高度保守的肽聚糖结构来杀死靶细菌,因此不易产生耐药。裂解酶在与细菌接触的瞬间迅速破裂细菌细胞,而有益细菌和生物菌群完好无损,证明了裂解酶具有高效杀菌,特异性强等特点。国内外的研究中也证明裂解酶的这些特点。Pastagia等人在皮肤感染模型中发现,用嵌合裂解酶 ClyS 能有效地消灭小鼠烧伤皮肤的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染(MRSA)[7]。菌血症是MRSA感染中最危险的症状,而对该类小鼠模型的研究发现,单次腹腔或静脉注射裂解酶能降低菌血症引起的炎症反应,并显著提高小鼠的存活率[8],这两个研究证明了裂解酶治疗耐药菌感染的疗效和安全性。而在利用靶向金黄色葡萄球菌裂解酶(EndobiomaTM)药膏治疗特应性皮炎的研究中,相较于对照组,裂解酶使用组的皮肤瘙痒感、敏感性、使用后生活质量,复发次数等结果均更好,证明了裂解酶精准抗菌的疗效[9]。

    早期、积极、精准的抗感染治疗是降低疾病致死率和严重程度的关键措施,但由于多重耐药菌或泛耐药菌感染现状,临床上医生选择抗感染药物存在一定困难。而噬菌体裂解酶凭借其不易产生耐药的独特优势,在精准抗菌治疗中发挥着重要的作用,因此,许多生物公司将目光投向了这个前景光明的领域,如靶抗生物和Micreos公司。另外, 2021 年 11 月 BioNTech 以 1.5 亿欧元收购奥地利噬菌体裂解酶公司 Phagomed 后,裂解酶疗法走到了聚光灯之下。这不仅是裂解酶药物开发领域的一笔大规模收购,也是大型药企对裂解酶技术的认可。

    靶抗生物专注于精准靶向抗菌生物药开发及商业化的全球性生物科技公司,其依托LysiThru®高通量裂解酶开发平台,开发了适用于各种目标病原菌的噬菌体和裂解酶产品。目前已进入临床试验阶段的噬菌体产品包括防治和治疗压疮的多重耐药感染Bactelide™(NCT04815798)、治疗烧伤多重耐药感染的PGX-0100(NCT04323475);进入临床前开发阶段的裂解酶产品包括湿疹/特应性皮炎用LYSG-101、痤疮用 LYSG-102、血流感染用LYSG-101(中国区权益授权给上海医药);处于发现阶段的针对多种革兰氏阳性与阴性菌感染的重组裂解酶。

    Micreos公司同样是一家使用噬菌体和细胞内裂解酶技术开发新的生物疗法的生物公司。目前Micreos公司旗下已有两款获得专利保护的金黄色葡萄球菌裂解酶技术,StaphefektTM和Micreobalance®。这两款产品目前适用于湿疹、皮炎和痤疮等炎症性皮肤病[10]。2020年底,欧莱雅集团宣布与这家荷兰生物技术公司 Micreos 达成合作协议,双方将共同研究皮肤微生物组及开发相应生物技术。根据协议规定,欧莱雅可以将 Micreos 公司研发的裂解酶应用于其化妆品中[11]。

    参考文献

    1,朱福桥. 抗生素在临床应用中的注意事项[J]. 现代诊断与治疗, 2014(1):2.

    2,孙春莲. 抗菌素合理使用与预防用药[J]. 中国卫生产业, 2013, 10(15):2.

    3,董汉权.呼吸道感染儿童病原体感染现状调查及精准应用抗菌药物的效果[J].吉林医学,20222,43(12):3328-3331

    4,Spaulding CN, Klein RD, Schreiber HL 4th, Janetka JW, Hultgren SJ. Precision antimicrobial therapeutics: the path of least resistance?. NPJ Biofilms Microbiomes. 2018;4:4. Published 2018 Feb 27.

    5,Morrison C. Antibacterial antibodies gain traction. Nat Rev Drug Discov. 2015;14(11):737-738. doi:10.1038/nrd4770

    6,Robbie GJ, Criste R, Dall'acqua WF, et al. A novel investigational Fc-modified humanized monoclonal antibody, motavizumab-YTE, has an extended half-life in healthy adults. Antimicrob Agents Chemother. 2013;57(12):6147-6153.

    7,Pastagia M, Euler C, Chahales P, et al. A novel chimeric lysin shows superiority to mupirocin for skin decolonization of methicillin-resistant and -sensitive Staphylococcus aureus strains[J]. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2011, 55(2): 738-744

    8,Chopra S , Harjai K , Chhibber S . Potential of combination therapy of endolysin MR-10 and minocycline in treating MRSA induced systemic and localized burn wound infections in mice[J]. International Journal of Medical Microbiology, 2016, 306(8):707.Zhong C, Zhu N, Zhu Y, Liu T, Gou S, Xie J, Yao J, Ni J. Antimicrobial peptides conjugated with fatty acids on the side chain of D-amino acid promises antimicrobial potency against multidrug-resistant bacteria. Eur J Pharm Sci.

    9,Moreau M, Seité S, Aguilar L, et al. Topical S. aureus - Targeting Endolysin Significantly Improves Symptoms and QoL in Individuals With Atopic Dermatitis. J Drugs Dermatol. 2021;20(12):1323-1328.

    10,Micreos. Micreos Human Health [M]. 2023.1.31.https://www.micreos-group.com/content/human-health.aspx

    11,Micreos. L'Oréal signs license agreement with Dutch biotech Micreos, world leader in targeted bacterial biotechnology.2020.10.29..https://www.prnewswire.com/news-releases/loreal-signs-license-agreement-with-dutch-biotech-micreos-world-leader-in-targeted-bacterial-biotechnology-301162125.html

    作者:中南大学湘雅医院主任医师李捷

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/8490e592309b.html
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    • 编译者:hujm
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    • 益生菌群对改善健康的好处已被热议良久,但主要围绕着发挥膳食补充剂的用途。近日,美国国家卫生研究院的科学家们意外发现,常见的一种“好”细菌——芽孢杆菌,有助于消除极易导致严重感染的金黄色葡萄球菌,并阻止其在健康个体的肠道和鼻子中生长。利用小鼠模型,研究人员准确地识别了这一发生机制。 研究以“Pathogen elimination by probiotic Bacillus via signalling interference”为题发表在《Nature》杂志。泰国Mahidol大学和Rajamangala大学的研究人员合作了这个项目。 美国国立卫生研究院(NIH)旗下国立感染与过敏性疾病研究院(NIAID)主任Anthony S. Fauci说:“益生菌经常被推荐为改善消化健康的膳食补充剂。这是第一批精确描述益生菌如何为健康带来益处的研究之一。在某些情况下,口服芽孢杆菌可能是抗生素治疗的有效替代物,这种可能性在科学上是耐人寻味的,绝对值得进一步探索。” 1、臭名昭着的葡萄球菌 葡萄球菌感染每年在全世界造成数万人死亡。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是广为人知的导致严重疾病的“罪魁祸首”。但不为人知的是,金黄色葡萄球菌通常可以生活在鼻子或肠道中而不会造成任何伤害。然而,如果皮肤屏障被打破,或者免疫系统受损,这些定居细菌会导致严重的感染。 预防葡萄球菌感染的一个策略是消除金黄色葡萄球菌的定植。然而,一些相关策略是有争议的,因为它们需要大量的局部抗生素,并且成果有限,部分原因是它们只针对鼻子,使得细菌很快又从肠道中重新聚集。 2、最新研究 在这项研究中,科学家在泰国农村招募了200名志愿者。他们推测,这些人不会像发达城市地区的人那样受到食品消毒或抗生素的影响。研究人员首先分析了每个参与者的粪便样本中与金黄色葡萄球菌缺失相关的细菌。他们发现101个样本对芽孢杆菌呈阳性,主要是枯草芽孢杆菌,这种细菌与许多益生菌产品中的其他细菌混合。 芽孢杆菌形成的孢子能够在恶劣环境中存活,通常与蔬菜一起被自然摄入,可在肠道中暂时生长。科学家随后对志愿者的肠道(25例阳性)和鼻子(26例阳性)中的金黄色葡萄球菌进行采样。令人惊讶的是,他们在任何存在芽孢杆菌的样本中都未发现金黄色葡萄球菌。 在小鼠研究中,科学家们发现了金黄色葡萄球菌能够在肠道中生长的传感系统。有趣的是,他们从人类粪便中回收的100多株芽孢杆菌都有效地抑制了这一系统。 利用色谱和质谱技术,科学家们确定一种抗菌肽fengycins,为抑制金黄色葡萄球菌传感系统的特殊芽孢杆菌物质。进一步的测试显示,fengycins对几种不同的金黄色葡萄球菌菌株具有相同的效果,包括高风险USA 300 MRSA——它导致美国大多数社区相关的MRSA感染,并且是医疗相关MRSA感染的日益常见的原因。 为了进一步验证他们的发现,科学家们用金黄色葡萄球菌将小鼠的肠道定植,并用枯草芽孢菌来模仿益生菌的摄入量。每两天注射一次益生菌芽孢杆菌就能清除小鼠内脏中的金黄色葡萄球菌。相同试验用于分离了fengycin的芽孢杆菌则没有效果,金黄色葡萄球菌如预期那样生长。 下一步,NIAID和泰国科学家计划测试一种只含有枯草芽孢杆菌的益生菌产品是否能消除人体内的金黄色葡萄球菌。“我们希望最终能够确定用于降低医院MRSA感染率的简单的益生菌方案。”NIAID首席研究员Michael Otto博士说。