综述:噬菌体与酶疗法在伤口感染中的应用:从实验室到临床

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:CHINESE MEDICAL JOURNAL 7.3

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  这篇综述系统探讨了噬菌体(phage)及其衍生酶(如肽聚糖水解酶PGHs、多糖解聚酶)作为抗生素替代方案在伤口感染(WIs)治疗中的潜力。文章详细阐述了其抗菌机制(包括裂解周期、生物膜清除)、体外/体内研究进展(单噬菌体疗法、鸡尾酒疗法、联合用药),以及SAL200、CF-301等FDA批准酶制剂的临床转化现状,同时指出基因工程改造、化学修饰(如PEGylation)和人工智能(AI)筛选等创新方向面临的挑战。

  

噬菌体与酶疗法的抗菌武器库

伤口感染(WIs)是全球医疗系统的沉重负担,烧伤感染死亡率高达18.27%,而糖尿病足溃疡(DFUs)患者截肢风险显著增加。面对70%伤口菌株出现抗生素耐药性(AR)的严峻现状,噬菌体及其衍生酶正成为对抗"无敌耐药菌"的新希望。

噬菌体的精准打击策略

噬菌体通过"吸附-入侵-增殖-组装-释放"五步裂解周期精准歼灭细菌。其核心武器包括两类酶:肽聚糖水解酶(PGHs)负责从内外瓦解细菌细胞壁,其中内溶素(endolysins)需穿孔素(holins)协助穿透细胞膜;多糖解聚酶则专门分解生物膜基质中的胞外多糖(EPS)。基因工程改造的超级噬菌体eSI-Pf已实现在烧伤模型中完全阻断细菌内脏转移。

酶疗法的升级改造

针对革兰阳性菌(G+)的天然裂解酶ClyF能高效清除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)生物膜。为攻克革兰阴性菌(G-)的外膜屏障,研究者开发出携带正电荷肽段SMAP-29的嵌合酶AL-KPP10,无需EDTA辅助即可穿透细菌外膜。第三代酶制剂通过PEG修饰延长半衰期,如PEG化溶葡萄球菌素抗体结合力降低10倍。

联合治疗的协同效应

临床案例显示,噬菌体鸡尾酒疗法PP1131与抗生素存在"跷跷板效应":细菌对噬菌体产生耐药性时,往往同步增强对抗生素的敏感性。在糖尿病足溃疡治疗中,噬菌体depolymerase与抗生素联用可使细菌载量下降4个数量级。而溶酶LysGH15与芹菜素组合的LAA软膏,能显著降低促炎细胞因子水平。

临床转化之路

尽管Phagoburn项目因噬菌体滴度骤降未能达到预期,但个案研究成效显著:5例DFUs患者经Sb-1噬菌体制剂治疗后实现完全愈合。FDA已批准三款酶制剂:靶向MRSA的SAL200、广谱裂解酶CF-301以及特异性酶Staphefekt SA.100。值得注意的是,CF-301在III期临床试验中虽未改善14天应答率,但显著缩短了MRSA菌血症患者的住院时间。

AI驱动的未来突破

深度学习框架DeepMineLys从宏基因组中挖掘出11种新型溶酶,其中LLysSA9在血液感染模型中表现优异。通过CRISPY-BRED技术构建的噬菌体工程库,结合AI算法可快速设计个性化鸡尾酒疗法。不过,蛋白质动态构象预测和翻译后修饰等难题仍是AI需要攻克的堡垒。

从实验室到病床的挑战

稳定性、规模化生产和监管框架是当前主要瓶颈。噬菌体制剂在6个月内滴度可能下降至104 PFU/mL,而酶制剂的大规模发酵成本高昂。采用水凝胶、脂质体等新型递送系统,或将成为维持有效药物浓度的突破口。随着各国将AR列为重大健康威胁,噬菌体疗法在特殊医疗场景的"同情使用"正在逐步放开。

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