突破性的杀死细菌的病毒与抗生素联合起来对抗毁灭性的耐抗生素细菌

【字体: 时间:2021年09月17日 来源:Disease Models & Mechanisms

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  抗生素耐药性是一场全球性的健康危机,它使得一些细菌感染几乎无法治疗。法国Université de蒙彼利埃和美国匹兹堡大学的Laurent Kremer及其同事正在探索一种治疗这些致命疾病的新方法,该方法将破坏细菌的病毒(称为噬菌体)与抗生素结合在一起。他们在斑马鱼身上测试了他们的方法,斑马鱼身上有一种人类囊性纤维化的形式,这种形式使患者容易受到肺部感染,他们发现这种方法可以防止严重的感染。

  
   

Zebrafish infected with fluorescent bacteria, Mycobacterium abscessus, shown in red    

图像:斑马鱼感染了荧光细菌脓肿分枝杆菌(红色)

资料来源:马特·约翰森博士和克莱默实验室

脓肿分枝杆菌是引起结核病和麻风病的细菌的近亲,它会对人的肺部造成特别严重的损害,并可能对许多标准抗生素产生耐药性,使感染极具挑战性。然而,还是有希望的。细菌对自然产生的病毒,即噬菌体很脆弱;对于每一种细菌,都有一种独特的噬菌体来摧毁它。科学家们正在测试将噬菌体与我们目前使用的抗生素结合起来的新疗法,以治疗耐抗生素感染。Laurent Kremer和来自法国Université de Montpellier和美国匹兹堡大学的同事在他们最近发表的《疾病模型与机制》文章中,研究了一种新的联合疗法的抗菌效果,用噬菌体和抗生素治疗由耐抗生素脓肿分枝杆菌引起的感染。

此前,匹兹堡大学的研究小组从10000个噬菌体中发现了一种名为“Muddy”的噬菌体,这种噬菌体能有效地杀死培养皿中的细菌,可能是治疗人类感染的候选噬菌体。然而,该团队希望找到一种替代方法来测试他们的新疗法。知道人类囊性纤维化患者特别容易受到脓肿分枝杆菌感染,Kremer和同事决定在斑马鱼身上测试他们的新组合疗法,斑马鱼携带导致人类囊性纤维化的关键基因突变,并模仿我们的免疫系统对细菌感染的反应。然后,研究小组从一个囊性纤维化患者身上获得了一种耐抗生素脓肿分枝杆菌的样本,以感染囊性纤维化斑马鱼并测试他们的新治疗方法。

首先,他们需要找出这些囊性纤维化斑马鱼对脓肿分枝杆菌感染的反应。他们对这些动物进行了12天的监测,发现这些鱼患上了严重的脓肿感染,死亡率很高;只有20%的幸存下来。接下来,研究小组测试了被感染的鱼在注射了抗细菌噬菌体Muddy后的5天恢复情况。这一次,鱼的严重感染要少得多,生存机会增加了40%,在严重感染期间,鱼遭受的脓肿也减少了。

然后,作者们寻找一种与Muddy配对的抗生素,发现利福布汀治疗脓肿分枝杆菌感染的效果与单独使用噬菌体一样有效。在确定利福布汀后,Kremer和同事用抗生素和噬菌体对受感染的鱼进行了5天的治疗。采用这种联合治疗,鱼类感染的严重程度要低得多;这些鱼的存活率飙升至70%,它们遭受的脓肿也少得多。与仅使用抗生素的鱼相比,这是一个巨大的进步,后者的存活率为40%。

在证明了用特别靶向的噬菌体治疗易感斑马鱼的耐抗生素感染是可能的之后,作者们希望这种治疗方法最终能够转移到诊所,开始拯救人类的生命。“我们需要临床试验,但在这一过程中还有许多其他问题需要回答……而斑马鱼为解决这些问题提供了非常有用的工具。”美国匹兹堡大学的Graham Hatfull说。Matt Johansen (Université de Montpellier,法国)对斑马鱼将继续在我们对抗抗生素耐药性的战斗中发挥关键作用持乐观态度,他说:“我们相信斑马鱼将帮助我们理解许多噬菌体-细菌配对,以对抗多重耐药性病原体。”

引用:

Johansen, M. D., Alcaraz, M., Dedrick, R. M., Roquet-Bane?res, F., Hamela, C., Hatfull, G. F. and Kremer, L. (2021). Mycobacteriophage–antibiotic therapy promotes enhanced clearance of drug-resistant Mycobacterium abscessus. Dis. Model. Mech. 14, dmm049159. doi:10.1242/dmm.049159

DOI

10.1242 / dmm.049159


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