抗菌防腐剂与Pbunavirus和Kayvirus属治疗性噬菌体的相容性研究:剂型优化关键突破

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 4.4

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  为解决噬菌体剂型开发中防腐剂与活性成分的兼容性问题,研究人员系统评估了12种常用抗菌防腐剂对金黄色葡萄球菌噬菌体Kayvirus和铜绿假单胞菌噬菌体Pbunavirus的长期稳定性影响。通过13周监测发现,有机酸盐、酚类和部分醇类防腐剂对噬菌体效价影响最小,而苯扎氯铵(Benzalkonium chloride)和氯己定(Chlorhexidine digluconate)因沉淀作用被列为不兼容。该研究为多剂量噬菌体制剂的防腐剂选择提供了关键数据,推动噬菌体疗法的临床转化。

  

随着抗生素耐药性危机加剧,噬菌体疗法(Bacteriophage therapy)重新成为对抗超级细菌感染的希望之光。然而,将噬菌体从实验室推向临床面临重大挑战——如何确保这些"细菌杀手"在药物剂型中保持长期稳定性和活性?其中,抗菌防腐剂(Antimicrobial preservatives)作为保证多剂量制剂微生物质量的关键辅料,却可能因化学作用影响噬菌体效能。这一矛盾成为制约噬菌体药物开发的瓶颈问题。

来自捷克的研究团队在《European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics》发表重要研究,首次系统评估了12种常用防腐剂对两种治疗性噬菌体的影响。选择金黄色葡萄球菌噬菌体Kayvirus DSM 33473和铜绿假单胞菌噬菌体Pbunavirus DSM 33593作为模型——这两种肌尾噬菌体(Myovirus)形态的病毒已被成功用于个性化治疗,包括静脉注射、雾化吸入等多种给药途径。研究人员通过长达13周的稳定性研究,结合动态光散射(DLS)和噬斑计数(Plaque enumeration)等技术,建立了防腐剂-噬菌体相容性评价体系。

关键技术方法
研究采用德国微生物菌种保藏中心(DSMZ)的标准菌株和噬菌体,通过双层琼脂法测定效价(PFU/mL),动态光散射分析颗粒聚集状态,并参照欧洲药典5.1.3章进行防腐剂效力测试。统计采用Mann-Whitney U检验和Kruskal-Wallis检验评估数据显著性。

研究结果

3.1 噬菌体-防腐剂不相容性研究
苯扎氯铵和氯己定葡萄糖酸盐与两种噬菌体混合后均出现沉淀,导致无法评估抗菌活性。值得注意的是,噬菌体本身不影响其他防腐剂的抗菌效能,仅对敏感宿主菌(如S. aureus CCM 4516)产生预期裂解作用。

3.2 噬菌体与抗菌防腐剂的物理化学相互作用
动态光散射显示,多数防腐剂中噬菌体颗粒保持稳定尺寸(Kayvirus 117.26±3.79 nm,Pbunavirus 92.87±4.16 nm)。但苯扎氯铵、氯己定葡萄糖酸盐以及14天后的苯氧乙醇(Phenoxyethanol)与Pbunavirus混合体系出现超出仪器检测范围的聚集信号,提示胶体不稳定性。

3.3 含抗菌防腐剂的噬菌体效价稳定性
关键发现包括:

  • 完全失活:二唑烷基尿素(Diazolidinyl urea)使两种噬菌体在2周内完全失活;苯扎氯铵导致Kayvirus效价直降9个数量级
  • 轻微影响(<1 log下降):丙酸钠(Sodium propionate)对两种噬菌体均无显著影响;苯甲酸钠(Sodium benzoate)、间甲酚(m-cresol)等仅造成1个数量级下降
  • 中度影响(2 log下降):苯氧乙醇使Kayvirus效价下降2个数量级;硫柳汞(Thimerosal)对Pbunavirus的毒性尤为显著(7 log下降)

讨论与意义
该研究首次建立了噬菌体-防腐剂相容性的四维评价标准:抗菌效力保持、制剂物理稳定性、噬菌体结构完整性和效价维持(需≥107
PFU/mL)。有机酸盐和酚类防腐剂表现最佳,而阳离子型防腐剂(如苯扎氯铵)因电荷相互作用导致噬菌体聚集失活。

特别值得注意的是,虽然硫柳汞能较好保持Kayvirus活性,但其神经毒性限制临床应用;而苯氧乙醇作为更安全的替代品,仅造成可接受的效价损失。研究还揭示甲醛释放型防腐剂(如二唑烷基尿素)具有强噬菌体灭活作用,这一发现意外地为生产环境中的噬菌体污染控制提供了新思路。

这项研究为噬菌体药物开发提供了一张清晰的"防腐剂选择路线图",解决了剂型设计中的关键难题。未来研究可进一步探索防腐剂组合的协同效应,以及温度、pH等多因素对相容性的影响,加速噬菌体疗法从实验室走向临床药房。

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