
海伦·斯宾塞医生,格雷厄姆·哈特富尔教授,伊莎贝尔和她的母亲乔伊
通过基因工程修改后的噬菌体,英国一名患有抗生素耐药性超级细菌感染的少女生命获得了挽救。这是人类第一次使用基因工程噬菌体成功治疗超级细菌感染。
国际医生和微生物学家团队创造了一种饥肠辘辘的病毒,经过基因工程以最好的方式进行捕捞,不仅延长了生命,而且已经实现了医学优先,引起了人们对西方长期被忽视的治疗的关注。
伊莎贝尔·卡内尔·霍尔德韦(Isabelle Carnell-Holdaway)现年17岁,从出生时就被诊断患有囊性纤维化。这是是一种染色体隐性遗传疾病,发生突变的是230 kb的基因,基因位于染色体7q31,要在两条囊性纤维化跨膜调节器等位基因的突变时才会发病。主要影响肺脏,但也常发生于胰脏、肝脏、肾脏,以及肠,长期影响包含肺部感染所导致的呼吸困难以及积痰。
自8岁起伊莎贝尔就一直在和超级细菌感染进行斗争,例如与结核病和麻风病有关的脓肿分枝杆菌感染。几年前,经过双肺移植后,病情复发了。
的肝脏和肺部很快就开始感染,她的生存机会迅速下滑到1%以下。 在最后的尝试中,她的母亲提出了非常规的方法:噬菌体治疗。

噬菌体感染细菌细胞,在细胞内复制并破坏细菌
噬菌体是谚语,“敌人的敌人是朋友”的微观体现。它是一种天然存在的病毒,可以感染细菌而不是身体自身的细胞。它们是以其吞噬超级细菌的能力而闻名的病毒,落在细菌表面并注入自己的遗传密码。这会劫持细菌细胞,将其变成噬菌体工厂,直到病毒最终从细胞中爆发出来。
它们发现于19世纪后期,已在苏联和东欧使用了一百多年,成功地治疗了各种细菌感染,包括痢疾,肺结核,沙门氏菌, 大肠杆菌和葡萄球菌。
在波兰的一篇论文中 ,抗生素几乎对所有550名患者都无效,而噬菌体治疗实际上效率超过90%。
伊莎贝尔的母亲想知道是否可以为她的女儿做类似的事情,但在英国,实验性噬菌体治疗仍然存在争议,且未充分研究。
除了依赖抗生素外,西方在很大程度上忽视噬菌体治疗的原因之一是许多研究,包括上面提到的研究,都没有包括对照组。 目前,噬菌体治疗研究也倾向于用英语以外的语言编写。
资深作者和医生海伦·斯宾塞(Helen Spencer)说:“伊莎贝尔的父母知道我们正在努力研究这种噬菌体疗法,所以当我们没有其他常规疗法可以使用时,患者迫切需要其它选择。”
这有充分的理由尝试,因为圣地亚哥的医生最近使用噬菌体成功治疗了一种名为鲍曼不动杆菌的人类耐多药细菌。
匹兹堡大学是世界上最大的噬菌体研究所在地,微生物学家格雷厄姆·哈特富尔(Graham Hatfull)接受了斯宾塞医生的协助请求。他的团队花了几个月的时间寻找完美的噬菌体来应对伊莎贝尔的超级细菌感染。他有大约15000瓶噬菌体,但花了几个月才弄清楚哪种噬菌体组合可能对伊莎贝尔的感染有效果。

这个小瓶含有治疗伊莎贝尔感染的噬菌体混合物
哈特富尔在三种病毒之间进行了仔细挑选。 一种名为“Muddy”的病毒来自腐烂的茄子,另外两个名为ZoeJ和BP。
科学家们对ZoeJ和Bp删除了基因,这使它们一旦进入细菌细胞就卷起并进入睡眠状态 。 如果没有这种基因工程上的修改,噬菌体就不再那么仁慈,它们将反复复制,直到其后代最终从宿主细胞中爆发并将其摧毁。

用于治疗伊莎贝尔病情的三种噬菌体
哈特富尔说:“抗生素非常有效,但它们是一种钝器。对于噬菌体而言,它是另外一种方式。它们非常特异,是一种有针对性的攻击,不会影响微生物组的其余部分,而且它们的毒性很低,因为它们不会感染人体细胞。 “
在对噬菌体进行纯化后,对它们进行安全性测试,并将其混合以形成更强新药。
每天两次给予伊莎贝尔该病毒混合物静脉注射,每剂量含有十亿个噬菌体颗粒。
六周后,伊莎贝尔的感染几乎从她的肝脏消失,目前只剩下一两个皮肤结节。
虽然患者尚未完全治愈超级细菌感染,但她已恢复所有正常活动,并且细菌迄今未显示出对治疗的抗性。 此外,即使出现了抗性,研究人员很快就会准备添加第四种噬菌体。
曾在圣地亚哥进行过研究的噬菌体专家斯蒂芬妮·斯特拉思迪(Steffanie Strathdee)医生表示:“这实际上是一个历史性的时刻,这是人类第一次使用基因工程噬菌体成功治疗超级细菌感染,这非常令人兴奋。”
在已发表的案例研究中,科学家们认为,面对抗生素耐药性的增加 ,进一步研究基因改造的噬菌体治疗可能会挽救更多的生命。
斯特拉思迪说:“噬菌体疗法似乎是现场最有希望的抗生素替代品。”
该研究已发表在《自然·医学》杂志上 。