Пиобактериофаг при насморке


ПИОБАКТЕРИОФАГ КОМПЛЕКСНЫЙ ЖИДКИЙ раствор - инструкция по применению, дозировки, аналоги, противопоказания

Клинико-фармакологическая группа

Антибактериальный препарат

Действующее вещество

- смесь стерильных фильтратов фаголизатов стафилококков, стрептококков, энтерококков, протея, клебсиелл (пневмонии и окситока), синегнойной и кишечной палочек

Форма выпуска, состав и упаковка

◊ Раствор для приема внутрь и местного применения 1 фл.
смесь стерильных фильтратов фаголизатов стафилококков, стрептококков, энтерококков, протея, клебсиелл (пневмонии и окситока), синегнойной и кишечной палочек 20 мл

Консервант: хинозол 0.0001 г/мл

20 мл - флаконы (8) - пачки картонные.

◊ Раствор для приема внутрь и местного применения 1 фл.
смесь стерильных фильтратов фаголизатов стафилококков, стрептококков, энтерококков, протея, клебсиелл (пневмонии и окситока), синегнойной и кишечной палочек 100 мл

Консервант: хинозол 0.0001 г/мл

100 мл - флаконы (1) - пачки картонные.

Новости по теме

Фармакологическое действие

Пиобактериофаг комплексный жидкий обладает способностью специфически лизировать бактерии стафилококков, стрептококков, энтерококков, протея, клебсиелл пневмония и окситока, синегнойной и кишечной палочек.

Показания

Лечение и профилактика гнойно-воспалительных и кишечных заболеваний, вызванных стафилококками, энтерококками, стрептококками, синегнойной палочкой, клебсиеллами, патогенной кишечной палочкой различных серогрупп, протеем при внутреннем, ректальном и наружном применении:

  • заболевания уха, горла, носа, дыхательных путей и легких: воспаления пазух носа, среднего уха, ангина, фарингит, ларингит, трахеит, бронхит, пневмония, плеврит;
  • хирургические инфекции: нагноения ран, ожоги, абсцесс, флегмона, фурункулы, карбункулы, гидроаденит, панариции, парапроктит, мастит, бурсит, остеомиелит;
  • урогенитальные инфекции: уретрит, цистит, пиелонефрит, кольпит, эндометрит, сальпингоофорит;
  • посттравматические конъюнктивиты, кератоконъюнктивиты, гнойные язвы роговицы и иридоциклиты;
  • энтеральные инфекции: гастроэнтероколит, холецистит, дисбактериоз;
  • генерализованные септические заболевания;
  • гнойно-воспалительные заболевания новорожденных: омфалит, пиодермия, конъюнктивит, гастроэнтероколит, сепсис и др.;
  • другие заболевания, вызванные бактериями стафилококков, стрептококков, энтерококков, протея, клебсиелл пневмония и окситока, синегнойной и кишечной палочек.

С профилактической целью препарат используют для обработки операционных и свежеинфицированных ран, а также для профилактики внутрибольничных инфекций по эпидемическим показаниям.

Важным условием эффективной фаготерапии является предварительное определение фагочувствителыюсти возбудителя.

Противопоказания

Отсутствуют.

Дозировка

Лечение гнойно-воспалительных заболеваний с локализованными поражениями должно проводиться одновременно как местно, так и через рот, 7-20 дней (по клиническим показаниям).

В зависимости от характера очага инфекции бактериофаг применяют:

1. Местно в виде орошения, примочек и тампонирования жидким фагом в количестве до 200 мл в зависимости от размеров пораженного участка. При абсцессах бактериофаг вводят в полость очага после удаления гноя с помощью пункции. Количество вводимого препарата должно быть несколько меньше объема удаленного гноя. При остеомиелите после соответствующей хирургической обработки в рану вливают бактериофаг по 10-20 мл.

2. Введение в полости - плевральную, суставную и другие ограниченные полости до 100 мл бактериофага, после чего оставляют капиллярный дренаж, через который в течение нескольких дней повторно вводят бактериофаг.

3. При циститах, пиелонефритах, уретритах препарат принимают внутрь. В случае, если полость мочевого пузыря или почечной лоханки дренированы, бактериофаг вводят через цистостому или нефростому 1-2 раза в день по 20-50 мл в мочевой пузырь и по 5-7 мл в почечную лоханку.

4. При гнойно-воспалительных гинекологических заболеваниях препарат вводят в полость вагины, матки в дозе 5-10 мл ежедневно однократно.

5. При гнойно-воспалительных заболеваниях уха, горла, носа препарат вводят в дозе 2-10 мл 1-3 раза в день. Бактериофаг используют для полоскания, промывания, закапывания, введения смоченных турунд (оставляя их на 1 час).

6. При конъюнктивитах и кератоконъюнктивитах препарат закапывают по 2-3 капли 4-5 раз/сут, при гнойной язве роговицы - по 4-5 капель, при гнойных иридоциклитах препарат применяют по 6-8 капель каждые 3 ч в сочетании с приемом внутрь.

7. При лечении стоматитов и хронических генерализованных парадонтитов препарат используют в виде полосканий полости рта 3-4 раза в день в дозе 10-20 мл, а также введением в пародонтальные карманы турунд, пропитанных пиобактериофагом, на 5-10 минут.

8. При кишечных формах заболевания, заболеваниях внутренних органов, дисбактериозе бактериофаг применяют через рот и в клизме. Через рот бактериофаг дают 3 раза/сут натощак за 1 ч до еды. В виде клизм назначают 1 раз/сут вместо одного приема через рот.

Рекомендуемые дозировки препарата

Возраст Доза на 1 прием (в мл)
через рот в клизме
0-6 мес 5 10
6-12 мес 10 20
от 1 года до 3 лет 15 30
от 3 лет до 8 лет 20 40
от 8 лет и старше 30 50

Применение бактериофагов не исключает использования других антибактериальных препаратов. В случае, если до применения бактериофага для лечения ран применялись химические антисептики, рана должна быть тщательно промыта стерильным 0.9% раствором натрия хлорида.

Применение бактериофага у детей (до 6 месяцев). При сепсисе, энтероколите новорожденных, включая недоношенных детей, бактериофаг применяют в виде высоких клизм (через газоотводную трубку или катетер) 2-3 раза в сутки (см. табл.). При отсутствии рвоты и срыгивания возможно применение препарата через рот. В этом случае он смешивается с грудным молоком. Возможно сочетание ректального (в клизмах) и перорального (через рот) применения препарата. Курс лечения 5-15 дней. При рецидивирующем течении заболевания возможно проведение повторных курсов лечения. С целью профилактики сепсиса и энтероколита при внутриутробном инфицировании или опасности возникновения внутрибольничной инфекции у новорожденных детей бактериофаг применяют в виде клизм 2 раза в день в течение 5-7 дней.

При лечении омфалитов, пиодермии, инфицированных ран препарат применяют в виде аппликаций ежедневно двукратно (марлевую салфетку смачивают бактериофагом и накладывают на пупочную ранку или на пораженный участок кожи).

Побочные действия

Не установлено.

Передозировка

Меры по оказанию помощи при передозировке не установлены.

Лекарственное взаимодействие

Применение препарата возможно в сочетании с другими лекарственными средствами, в т.ч. с антибиотиками.

Особые указания

Перед употреблением флакон с жидким бактериофагом необходимо взбалтывать. При помутнении не употреблять!

Влияние на способность к вождению автотранспорта и управлению механизмами

Сведения о возможном влиянии лекарственного препарата на способность управлять транспортными средствами, механизмами отсутствуют.

Беременность и лактация

Возможно применение препарата при беременности и в период грудного вскармливания по показаниям.

Применение в детском возрасте

Применение возможно согласно режиму дозирования.

Применение в пожилом возрасте

Применение возможно согласно режиму дозирования.

Условия отпуска из аптек

Без рецепта.

Условия и сроки хранения

Хранение в соответствии с СП 3.3.2.1248-03 при температуре от 2 до 8 °С в сухом, защищенном от света и недоступном для детей месте. Замораживание не допускается. Срок годности - 2 года.

Транспортирование в соответствии с СП 3.3.2.1248-03 при температуре от 2° до 8°С, допускается транспортирование при температуре от 9° до 25°С не более 1 месяца. Замораживание не допускается.

Описание препарата ПИОБАКТЕРИОФАГ КОМПЛЕКСНЫЙ ЖИДКИЙ основано на официально утвержденной инструкции по применению и утверждено компанией–производителем.

Предоставленная информация о ценах на препараты не является предложением о продаже или покупке товара. Информация предназначена исключительно для сравнения цен в стационарных аптеках, осуществляющих деятельность в соответствии со статьей 55 ФЗ «Об обращении лекарственных средств».

Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

Frontiers | Адаптированные бактериофаги для лечения инфекций мочевыводящих путей

Введение

Возникновение и повторное возникновение множественных устойчивых к антибиотикам бактериальных инфекций и их быстрое распространение в окружающей среде привело к новому росту научного интереса к терапии бактериофагами как альтернативе антибиотикам. Использование бактериофагов для лечения бактериальных инфекций было предложено французско-канадским ученым Феликсом д’Эреллем в 1917 году. С тех пор бактериофаговая терапия применяется в различных областях медицины для лечения различных бактериальных инфекций (Chanishvili, 2012).Однако после открытия пенициллина в 1940-х годах западные научные общества отдали предпочтение терапии антибиотиками, в то время как многие врачи и исследователи в республиках бывшего Советского Союза оставались приверженцами терапии бактериофагами и продолжали использовать ее отдельно или в сочетании с антибиотиками (Чанишвили, 2012), дополнительные ссылки см. Также в Дополнительных материалах, частично на русском языке.

Симптомы нижних мочевыводящих путей (СНМП) - распространенная проблема у взрослых мужчин, оказывающая большое влияние на качество жизни (Martin et al., 2011). Традиционно СНМП были связаны с обструкцией выходного отверстия мочевого пузыря, которая часто вызывается увеличением простаты (Abrams et al., 2002). Увеличение предстательной железы происходит примерно у 25% мужчин в возрасте от 50 до 30% и у 50% мужчин в возрасте 80 лет и старше (Kupelian et al., 2006). Трансуретральная резекция простаты (ТУРП) считается краеугольным камнем хирургического лечения СНМП на фоне доброкачественной обструкции предстательной железы (Cornu et al., 2015). Эти пациенты имеют значительный риск инфекций мочевыводящих путей (ИМП) (Schneidewind et al., 2017). Помимо возможного образования остаточной мочи, которая действует как питательная среда для бактерий (Truzzi et al., 2008), многие из этих пациентов полагаются на краткосрочную или долгосрочную катетеризацию перед дальнейшим лечением. Однократное введение катетера вызывает инфекцию в 1–2% случаев, в то время как катетеры с открытыми дренажными системами вызывают бактериурию почти в 100% случаев в течение 3–4 дней (Warren, 1992; Bonkat et al., 2018).

Поэтому мы решили совместить ТУРП с терапией бактериофагами, используя бактериофаги как замену периоперационным антибиотикам.Настоящее исследование было разработано как проспективное двухэтапное (первая фаза: адаптация бактериофага, вторая фаза: лечение коммерчески доступным, но адаптированным бактериофагом Pyo), предшествующее рандомизированному плацебо-контролируемому двойному слепому клиническому исследованию (Leitner et al. , 2017) для оценки эффективности и безопасности адаптированных бактериофагов для лечения (связанных с катетером) ИМП (Nicolle et al., 2005; Hooton et al., 2010; Bonkat et al., 2018) у пациентов, перенесших ТУРП.

Пациенты и методы

Утверждение комитета по этике

Это проспективное двухэтапное исследование было одобрено местным этическим комитетом (TNCU-02/283; Тбилиси, Грузия) и проводилось в Национальном центре урологии имени Александра Цулукидзе (TNCU), Тбилиси, Грузия, и в Институте бактериофага Элиава. , Микробиология и вирусология (EIBMV), Тбилиси, Грузия.Исследование было разработано как исследование, предшествующее рандомизированному контролируемому исследованию (РКИ), зарегистрированному на ClinicalTrials.gov: NCT03140085 (Leitner et al., 2017).

Пациенты

С сентября 2016 г. 130 пациентов, которым была запланирована ТУРП, были обследованы в рамках подготовки к РКИ (Leitner et al., 2017) в TNCU. На первом этапе оценивались посевы мочи от всех пациентов (взятых в середине потока мочи или из существующего трансуретрального или надлобкового катетера). В целом у 118 (91%) из 130 пациентов, прошедших скрининг, были положительные посевы мочи с заранее определенными уропатогенами (т.е., Staphylococcus aureus , E. coli , Streptococcus spp., Pseudomonas aeruginosa , Proteus mirabilis ) и ≥10 4 колониеобразующих единиц (КОЕ) / мл. Выделенные культуры последовательно подвергали тесту на чувствительность бактериофага in vitro и к коммерчески доступному и зарегистрированному в Грузии раствору бактериофага Pyo (Eliava BioPreparations Ltd., Тбилиси, Грузия), который подвергался циклам адаптации, как описано в следующем абзаце.На втором этапе девять пациентов, у которых была определена чувствительность к коктейлю, были дополнительно подвергнуты лечению бактериофагами без ослепления. Критерии исключения: симптоматические ИМП, микроорганизмы, нечувствительные к бактериофагу Pyo, и возраст до 18 лет. У всех пациентов перед операцией были собраны значения размера простаты, простатоспецифического антигена (PSA), международного балла симптомов простаты (IPSS) (Barry et al., 1992), максимальной скорости потока и остаточного количества жидкости после мочеиспускания. Был собран удаленный объем простаты и определены гистологические результаты.Забор посевов мочи повторяли через 7 дней после операции или во время каких-либо побочных эффектов. Письменное информированное согласие было получено от всех включенных пациентов.

Приготовление и адаптация бактериофагов

Чтобы охватить множество уропатогенов, для лечения ИМП был использован коммерческий препарат под названием Бактериофаг Пио, производимый компанией Eliava BioPreparations Ltd., Тбилиси, Грузия. Этот коктейль бактериофагов состоит из линий бактериофагов, активных против широкого спектра уропатогенных бактерий: Staphylococcus aureus, E.coli, Streptococcus spp. (включая стрептококки группы D, переименованные в настоящее время в Enterococcus spp.), Pseudomonas aeruginosa и Proteus spp. урологических инфекций (Чанишвили, 2012). Как это общепринято, коммерческие коктейли бактериофагов, включая бактериофаг Pyo, регулярно адаптируются EIBMV с целью повышения эффективности коктейля бактериофагов против вновь появляющихся патогенов (Kutter et al., 2010; Villarroel et al., 2017; McCallin и другие., 2018). Также в нашем исследовании мы применили адаптацию для повышения эффективности и охвата уропатогенных штаммов, которые изначально имели промежуточную или устойчивую оценку в исследовании чувствительности in vitro , аналогично тому, как это было сделано в ранее проведенном исследовании in vitro (Sybesma et al. ., 2016). Метод основан на протоколе Аппельманса для титрования бактериофагов (Appelmans, 1921) и отбирает h-мутанты с более широким и сильным взаимодействием хозяин-бактериофаг (Merabishvili et al., 2018). Подобно определению минимальной ингибирующей концентрации для антибиотиков (Levison and Levison, 2009), метод Аппельманса основан на жидкостном титровании бактериофагов и определяет самую низкую концентрацию бактериофагов, которые проявляют оптическую прозрачность в течение 24–72 часов в суспензии с предварительно отобранные бактериальные штаммы, устойчивые к коктейлю бактериофагов. Это разведение с наименьшей концентрацией бактериофагов, точка отсечения, обозначается отрицательными значениями степени.Если начальный титр бактериофага был 10 -1 , он может стать 10 -2 или 10 -3 с каждым раундом разбавления, что указывает на то, что более активные единицы бактериофага были способны убивать бактерии и что тестируемые бактерии имели становятся менее устойчивыми к адаптированным бактериофагам.

Последующий титр бактериофагов определяется двумя методами: титрованием в жидкости (Appelmans, 1921) и титрованием с использованием метода двухслойного агара (Gratia, 1936).Титрование проводится для каждого компонента, входящего в состав бактериофагов Pyo, отдельно на стандартном наборе культур-хозяев (т. Е. Титр бактериофагов E. coli определяется на наборе стандартных штаммов E. coli , титр Компонент стафилококка определяется на наборе стандартных штаммов стафилококка и др.). Таким образом оценивается титр бактериофагов в диапазоне 10 7 –10 9 бляшкообразующих единиц на мл (БОЕ / мл).Однако титр отдельных (адаптированных) клонов, входящих в одну группу бактериофагов, может варьироваться (McCallin et al., 2018).

Микробиологическая оценка и тест на чувствительность к бактериофагам

На первом этапе образцы мочи наносили тройными штрихами на хромогенную среду Uriselect TM 4 (Bio-Rad Laboratories, Марн-ла-Кокетт, Франция) для количественного определения и квалификации уропатогенных микроорганизмов. Положительные посевы мочи оценивали под микроскопом на предмет окраски по Граму и морфологии.Для всех штаммов бактерий были проведены тесты на чувствительность к антибиотикам и фагам. Если были обнаружены подходящие микроорганизмы, потенциально поддающиеся лечению бактериофагом Pyo ( S. aureus , E. coli, Streptococcus spp., P. aeruginosa, P. mirabilis ), посевы мочи отправлялись в EIBMV для дальнейшего скрининга на бактериофаги. чувствительность. Для этого образцы мочи были повторно культивированы, и их идентичность была повторно проверена. Как только те же подходящие микроорганизмы были культивированы, был проведен скрининговый анализ лизиса бактериальных клеток, как описано ранее (Sybesma et al., 2016). Если результаты in vitro и показали четкий конфлюэнтный лизис на чашке Петри с бактериальным газоном, он был классифицирован как чувствительный (рис. 1). В адаптационных циклах использовали устойчивые и среднеустойчивые штаммы. В случае чувствительности бактериофаг Пио был отправлен в больницу для начала лечения. Через семь дней после ТУРП снова собирали пробы мочи, трижды культивировали на вышеупомянутой хромогенной среде Uriselect TM 4 и повторно оценивали.

РИСУНОК 1. Различные степени лизиса бактериальной культуры за счет активности бактериофага. Результаты в верхней строке (для бактериофага Pyo и бактериофага Intesti) рассматриваются как «S» (чувствительные), а результаты в нижней строке (бактериофаг Ses и бактериофаг Enko) считаются как «I» (промежуточные). Примечание. Бактериофаги Pyo, Intesti, Ses и Enko являются коммерчески доступными коктейлями с бактериофагами. Фотография была сделана во время ранее проведенной работы (Sybesma et al., 2016), в которой использовалось несколько различных коктейлей с бактериофагами.

Внутрипузырное лечение бактериофагом

Трансуретральная резекция простаты была выполнена в соответствии с общей хирургической практикой с использованием монополярного резектоскопа (May and Hartung, 2006). Для орошения под низким давлением каждому пациенту был установлен надлобковый троакар. Периоперационная антибиотикопрофилактика не проводилась. После ТУРП были размещены надлобковый катетер и трансуретральный катетер для поддержания ирригации. Трансуретральный катетер был удален через 24–48 часов. Надлобковый катетер оставляли на месте в течение 7 дней, чтобы обеспечить возможность закапывания адаптированного бактериофага Pyo.Пио бактериофаг вводился лечащим врачом два раза в сутки (т. Е. 8.00, 20.00) в течение 7 дней, начиная с первого дня после операции. Раствор объемом 20 мл оставался в мочевом пузыре примерно 30–60 мин.

Оценка безопасности и клинических / микробиологических результатов

Все нежелательные явления на этапе лечения регистрировались в соответствии с рекомендациями Международной конференции по гармонизации (ICH) по надлежащей клинической практике (GCP) (E6) (Международная конференция по гармонизации, 1996 г.) и Международной организацией по стандартизации (ISO 14155) (Международная организация по стандартизации). Организация по стандартизации, 2011 г.).Потенциальная эффективность оценивалась с использованием клинических / микробиологических параметров и определялась как отсутствие клинических признаков инфекции и снижение КОЕ / мл.

Параметры результата

Первичные: (а) чувствительность уропатогенных штаммов к коммерчески доступному, но адаптированному бактериофагу Pyo (первая фаза) и (b) эффект внутрипузырного лечения адаптированным бактериофагом Pyo (вторая фаза).

Вторичный: Возникновение / отсутствие нежелательных явлений в соответствии с категоризацией в соответствии с Общими критериями терминологии для нежелательных явлений Национального института рака (CTCAE) версии 4 от 1 до 5 степени во время лечения бактериофагом (вторая фаза).

Статистический анализ

Использовалась описательная статистика. Данные представлены в виде процентов или среднего ± стандартное отклонение. Из-за ограниченного числа субъектов дальнейший статистический анализ не проводился.

Результаты

Первая фаза: in vitro Циклы тестирования чувствительности к бактериофагам и адаптации

Распределение бактериальных штаммов у 118 включенных пациентов показано на рисунке 2. 24% и 17% всех штаммов были чувствительными и промежуточными по отношению к первоначально используемому бактериофагу Pyo (т.е.е., общая чувствительность 41%), Рисунок 3А. После четырех циклов адаптации чувствительность и промежуточная чувствительность увеличились до 41% и 34% (то есть общая чувствительность 75%), рис. 3В.

РИСУНОК 2. Пропорциональное распределение бактериальных штаммов. Посевы мочи 118 включенных пациентов показали следующее распределение бактериальных штаммов: E. coli был обнаружен преимущественно с 41%, затем Enterococcus spp. с 29%, Streptococcus spp.с 20%, Pseudomonas aeruginosa с 8%, Staphylococcus spp. 7%, Proteus spp. 4% и другие 9%.

РИСУНОК 3. Пропорциональное распределение чувствительных, промежуточных и устойчивых штаммов среди 118 клинических образцов до (A) и после (B) четырех циклов адаптации коктейля бактериофагов Pyo.

Вторая фаза: лечение адаптированным пиобактериофагом

Характеристики пациентов приведены в таблице 1.Средний возраст составил 69 ± 12 лет, анкеты IPSS выявили СНМП от умеренной до сильной (IPSS 20 ± 2). Средний размер простаты составил 77 ± 37 мл, все значения ПСА находились в пределах непатологического диапазона. Максимальная скорость потока составляла 11 ± 3 мл / с при среднем остатке после мочеиспускания 80 ± 100 мл. Двум пациентам перед операцией был установлен постоянный катетер. Среднее время операции 48 мин, осложнений при операции на простате не было. Гистологические результаты показали доброкачественную гиперплазию предстательной железы во всех случаях, у пяти пациентов была обнаружена интраэпителиальная неоплазия предстательной железы высокой степени, но злокачественных заболеваний не было.

ТАБЛИЦА 1. Обобщение результатов внутрипузырного лечения бактериофагом Pyo, проведенного у девяти пациентов.

До лечения посев мочи выявил E. coli у четырех, Streptococcus spp. в двух - Enterococcus spp. у двух и P. aeruginosa у одного из девяти пациентов. После лечения у четырех пациентов не наблюдалось значительного роста бактерий, тогда как у E. coli и Enterococcus spp.были по-прежнему изолированы из посевов мочи четырех и одного пациента, соответственно. У шести из девяти пациентов (67%) титры бактерий снизились после лечения бактериофагом (таблица 1).

Не было обнаружено никаких побочных эффектов, связанных с бактериофагами. У одного пациента лечение антибиотиками (цефалоспорин третьего поколения) было начато на 3-й день после развития лихорадки (> 38,0 ° C), и симптомы исчезли в течение 48 часов. Посев мочи показал P. aeruginosa.

Обсуждение

Анализ in vitro показал чувствительность уропатогенных бактерий к коммерчески доступному бактериофагу Pyo 41%.Циклы адаптации бактериофага Pyo дополнительно повысили его чувствительность до 75%. В нашей пилотной серии in vivo бактериальные титры снизились после лечения бактериофагом у шести из девяти пациентов (67%). Побочных эффектов, связанных с бактериофагами, не было обнаружено, но у одного пациента поднялась температура из-за инфекции, вызванной P. aeruginosa , с восстановлением симптомов при лечении антибиотиками.

Наше исследование было разработано для оценки осуществимости, переносимости и безопасности, а также для оценки клинических / микробиологических результатов коммерчески доступных адаптированных бактериофагов Pyo перед плацебо-контролируемым двойным слепым РКИ (Leitner et al., 2017). Мы не исследовали состав постоянно адаптируемого коктейля бактериофага Pyo, например, с помощью метагеномного анализа, как недавно описано для ранее использовавшихся коктейлей бактериофага Pyo (Villarroel et al., 2017; McCallin et al., 2018), где также сообщалось что в результате адаптации титр отдельных включенных клонов бактериофагов может изменяться. Мы ожидаем, что подробное разъяснение состава коктейлей с бактериофагами, а также понимание механизмов, лежащих в основе бактериофаговой инфекции или бактериальной устойчивости, станут более актуальными, как только будут описаны более убедительные результаты об эффективности бактериофаговой терапии.

Бактериофаготерапия уже десятилетиями практикуется в странах Восточной Европы (Чанишвили, 2012), и многие люди знают о ее существовании (дополнительные ссылки см. Также в Дополнительных материалах, частично на русском языке). В настоящем открытом новаторском исследовании плацебо-контролируемого двойного слепого РКИ коммерчески доступный препарат Pyo bacteriophage использовался для лечения девяти пациентов, которым была запланирована ТУРП и которым был поставлен диагноз ИМП. Терапия бактериофагом началась только после положительного результата анализа чувствительности in vitro изолированного уропатогена с коктейлем бактериофага Pyo и не вызвала каких-либо побочных эффектов, таких как повышение температуры тела, головная боль, гематурия или аллергическая реакция у восьми из девять пациентов.Только в одном случае (№9) на 3-и сутки после операции на простате наблюдалась лихорадка. После внезапного повышения температуры тела (38,5 ° C) лечение бактериофагом было прекращено, а назначен цефалоспорин третьего поколения. Через 48 ч после начала антибактериальной терапии температура тела нормализовалась (24 ч: 37,8 ° C; 48 ч: <37,5 ° C). В данном конкретном случае инфекция была вызвана P. aeruginosa , который, как известно, выделяет эндотоксины во время своего лизиса.

Вторичное бактериологическое исследование образцов мочи, взятых после обработки бактериофагом, показало положительную тенденцию в терапии инфекции, в частности, снижение количества бактерий в диапазоне от 1 до 5 log (случаи № 1, 2, 5, 6).В одном случае (№6) вторичный бактериологический анализ после терапии бактериофагом показал, что моча стала ниже предела обнаружения среды Uriselect TM 4 (10 4 КОЕ / мл для уропатогенов). В двух случаях (№ 4, № 8) исходные инфекции, E. coli (титр 10 7 КОЕ / мл) и Enterococcus (титр 10 6 КОЕ / мл), соответственно, исчезли после бактериофага. терапия; однако наблюдалось присутствие непатогенной микрофлоры, которая не требовала дальнейшего лечения.Примечательно, что в этих двух случаях непатогенная флора появилась у пациентов в возрасте 69–80 лет, что может быть результатом затруднений мочеиспускания, сохраняющихся даже после операции. В одном случае (№ 3) титр E. coli не изменился после обработки бактериофагом. В случае (№7) начальная инфекция, вызванная Enterococcus (титр 10 6 КОЕ / мл) после терапии бактериофагом была заменена на E. coli (титр 10 7 КОЕ / мл), что может быть отнесено на счет к вторичной инфекции.

Хотя дизайн и количество случаев, а также разнообразие результатов, описанных в этой публикации, не позволяют сделать какие-либо статистически надежные выводы, тенденция, указанная в данных нашего исследования, не является самостоятельной и хорошо соответствует результату. из нескольких других недавно зарегистрированных случаев использования бактериофаговой терапии в западных странах (Abedon et al., 2017). Что касается безопасности, результаты нашего проспективного двухфазного исследования подтверждают ранее сделанные выводы о том, что терапия бактериофагами с использованием коктейлей бактериофагов широкого спектра действия, включая бактериофаг Pyo, является безопасной (McCallin et al., 2013, 2018; Sarker et al., 2016). Однако для окончательного вывода об эффективности лечения бактериофагами срочно необходимы хорошо спланированные РКИ.

Из-за слишком широкого использования антибиотиков в современном обществе появление патогенов, резистентных к антибиотикам, стало серьезной проблемой с точки зрения увеличения заболеваемости и смертности, а также повышенных затрат на здравоохранение, что было доведено до сведения общественности несколькими национальными организациями. и международные агентства по охране здоровья (CDC, 2013; European Center for Disease et al., 2017; Leitner et al., 2017). Поскольку механизм устойчивости бактерий к бактериофагам отличается от механизма устойчивости к антибиотикам, а также поскольку бактериофаги являются самовоспроизводящимися и саморазвивающимися объектами, бактериофаговая терапия может использоваться в качестве альтернативного метода устранения устойчивых к антибиотикам бактерий. Одним из основных ограничений для принятия и повторного применения бактериофаговой терапии является отсутствие плацебо-контролируемых двойных слепых РКИ в соответствии с западными стандартами (Круглый стол экспертов по принятию и повторному внедрению бактериофаговой терапии, 2016).Мы ожидаем, что рандомизированное контролируемое исследование, которое мы предшествовали настоящему открытому исследованию, будет способствовать заключению об эффективности, стоимости и преимуществах бактериофагов в случае устойчивых к антибиотикам уропатогенных бактерий.

Наконец, мы хотели бы отметить, что прежде, чем бактериофаги смогут стать общепринятыми и широко применяться для лечения определенных бактериальных инфекций, как это уже практикуется в нескольких странах Восточной Европы, необходимо скорректировать законодательную базу в западном мире. Поскольку внутренняя сила бактериофагов связана с их потенциалом антагонистической эволюции с их бактериальными хозяевами, состав эффективных коктейлей бактериофагов не будет статическим, а будет адаптироваться и корректироваться с течением времени, что обеспечивает эффективность в отношении развития бактериальных инфекций в разные моменты времени в разных местах для разных группы пациентов.Однако такой динамичный подход несовместим с сегодняшними требованиями к производству и допуску химических препаратов. Хотя использование бактериофагов уже довольно старое, примечательно признать, что на самом деле более индивидуальная разработка и применение бактериофагов соответствуют растущим потребностям и возможностям, связанным с персонализированным питанием и персонализированной медициной. Недавний прорыв в этой дискуссии был отмечен в Бельгии, где национальные власти договорились о создании практической системы бактериофаговой терапии, которая касается магистральной подготовки (фармацевтическая аптека в Соединенных Штатах) индивидуальных бактериофаговых препаратов (Pirnay et al., 2018). Ожидается, что эта бельгийская система «магистральной медицины бактериофагов» будет достаточно гибкой для использования и дальнейшего изучения специфической природы бактериофагов как совместно развивающихся антибактериальных средств, отдавая приоритет безопасности пациентов.

Заключение

В нашем проспективном двухфазном исследовании, предшествовавшем плацебо-контролируемому двойному слепому РКИ, циклы адаптации повысили чувствительность in vitro 118 штаммов к коммерчески доступному бактериофагу Pyo с 41% до 75%.В экспериментальной серии in vivo можно было продемонстрировать многообещающий клинический и микробиологический эффект и отличную переносимость адаптированного лечения бактериофагом Pyo. Наши результаты показывают, что терапия бактериофагами может быть эффективной и безопасной для лечения ИМП. Таким образом, хорошо спланированные рандомизированные контролируемые исследования имеют большое значение для дальнейшего определения роли этого потенциально революционного варианта лечения.

Авторские взносы

Все авторы внесли свой вклад в разработку и организацию клинического исследования.AU проводила обработку бактериофагом. NC и MG провели все работы, связанные с бактериофагами. NC и WS составили рукопись. AU, MG, UM и AC критически рассмотрели рукопись. LL и TK сделали окончательное редактирование рукописи. Все авторы прочитали и утвердили окончательную рукопись.

Финансирование

Это исследование было поддержано Швейцарским фондом Continence (www.swisscontinencefoundation.ch), Швейцарским национальным научным фондом (www.snsf.ch) и Швейцарским агентством по развитию и сотрудничеству в рамках программы SCOPES (Scientific co- операция между Восточной Европой и Швейцарией, грант No.152304).

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2018.01832/full#supplementary-material

Сноска

  1. http: // ctep.Cance.gov/protocolDevelopment/electronic_applications/ctc.htm

Список литературы

Абрамс П., Кардозо Л., Фолл М., Гриффитс Д., Розье П., Ульмстен У. и др. (2002). Стандартизация терминологии функции нижних мочевыводящих путей: отчет подкомитета по стандартизации международного общества сдерживания. Neurourol. Уродын. 21, 167–178. DOI: 10.1002 / nau.10052

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аппельманс, Р.(1921). Le дозировка бактериофагов. C. R. Soc. Биол. 85, 1098–1099.

Google Scholar

Барри, М. Дж., Фаулер, Ф. Дж. Мл., О’лири, М. П., Брускевиц, Р. К., Хольтгрев, Х. Л., Мебуст, В. К. и др. (1992). Индекс симптомов доброкачественной гиперплазии предстательной железы, разработанный американской урологической ассоциацией. Измерительная комиссия американской урологической ассоциации. J. Urol. 148, 1549–1557; обсуждение 1564. doi: 10.1016 / S0022-5347 (17) 36966-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бонкат, Г., Пикард, Р., Бартолетти, Р., Кай, Т., Брюьер, Ф., Герлингс, С. Э. и др. (2018). Рекомендации Европейской ассоциации урологов (EAU) по урологическим инфекциям. Доступно по адресу: http://uroweb.org/guideline/urological-infections/ [по состоянию на 11 апреля 2018 г.].

Google Scholar

Чанишвили, Н. (2012). Обзор литературы о практическом применении исследования бактериофагов. Тбилиси: Институт бактериофага, микробиологии и вирусологии им. Георгия Элиава.

Google Scholar

Cornu, J. N., Ahyai, ​​S., Bachmann, A., De La Rosette, J., Gilling, P., Gratzke, C., et al. (2015). Систематический обзор и метаанализ функциональных исходов и осложнений после трансуретральных процедур по поводу симптомов нижних мочевых путей, вызванных доброкачественной обструкцией предстательной железы: обновленная информация. Eur. Урол. 67, 1066–1096. DOI: 10.1016 / j.eururo.2014.06.017

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Европейский центр профилактики и контроля заболеваний, Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов и Европейское агентство по лекарственным средствам (2017).Второй совместный отчет ECDC / EFSA / EMA о комплексном анализе потребления противомикробных препаратов и возникновения устойчивости к противомикробным препаратам у бактерий, полученных от людей и сельскохозяйственных животных. EFSA J. 15: 4872.

Google Scholar

Круглый стол экспертов по принятию и повторному внедрению бактериофаговой терапии (2016). Шелковый путь к принятию и повторному внедрению бактериофаговой терапии. Biotechnol. J. 11, 595–600. DOI: 10.1002 / биот.201600023

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грация, А. (1936). Численное соотношение между лизогенными бактериями и фаговыми частицами, которые они несут. Ann. Inst. Пастер 57, 652–676.

Google Scholar

Хутон, Т. М., Брэдли, С. Ф., Карденас, Д. Д., Колган, Р., Герлингс, С. Е., Райс, Дж. С. и др. (2010). Диагностика, профилактика и лечение катетер-ассоциированной инфекции мочевыводящих путей у взрослых: Международное руководство по клинической практике 2009 г. от общества инфекционистов Америки. Clin. Заразить. Dis. 50, 625–663. DOI: 10.1086 / 650482

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Купелиан В., Вэй, Дж. Т., О’лири, М. П., Кусек, Дж. У., Литман, Х. Дж., Линк, К. Л. и др. (2006). Распространенность симптомов со стороны нижних мочевыводящих путей и их влияние на качество жизни в случайной выборке, разнородной по расовому и этническому признаку: обследование здоровья населения Бостонской области (BACH). Arch. Междунар. Med. 166, 2381–2387. DOI: 10.1001 / archinte.166.21.2381

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куттер, Э., Де Вос, Д., Гвасалия, Г., Алавидзе, З., Гогохия, Л., Куль, С., и др. (2010). Фаговая терапия в клинической практике: лечение инфекций человека. Curr. Pharm. Biotechnol. 11, 69–86. DOI: 10.2174 / 138920110790725401

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лейтнер, Л., Сибесма, В., Чанишвили, Н., Годердзишвили, М., Чхотуа, А., Уджмаджуридзе, А. и др. (2017).Бактериофаги для лечения инфекций мочевыводящих путей у пациентов, перенесших трансуретральную резекцию простаты: рандомизированное плацебо-контролируемое двойное слепое клиническое исследование. BMC Urol. 17:90. DOI: 10.1186 / s12894-017-0283-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартин, С. А., Харен, М. Т., Маршал, В. Р., Ланге, К., Уиттерт, Г. А., и члены Исследования мужского старения Флори Аделаиды (2011). Распространенность и факторы, связанные с неосложненным хранением и опорожнением нижних мочевыводящих путей у мужчин из Австралии. Мир J. Urol. 29, 179–184. DOI: 10.1007 / s00345-010-0605-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

МакКаллин, С., Алам Саркер, С., Барретто, К., Султана, С., Бергер, Б., Хук, С. и др. (2013). Анализ безопасности коктейля российских фагов: от метагеномного анализа до перорального применения у здоровых людей. Вирусология 443, 187–196. DOI: 10.1016 / j.virol.2013.05.022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

МакКаллин, С., Саркер, С.А., Султана, С., Охслин, Ф., и Брюссоу, Х. (2018). Метагеномный анализ российских и грузинских коктейлей пиофагов и плацебо-контролируемое испытание безопасности одного фага по сравнению с коктейлем фага у здоровых носителей Staphylococcus aureus . Environ. Microbiol. DOI: 10.1111 / 1462-2920.14310 [Epub перед печатью].

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мерабишвили, М., Пирнай, Ж.-П., и Де Вос, Д. (2018). «Рекомендации по составлению идеального коктейля бактериофагов», в «Терапия бактериофагами: от лаборатории к клинической практике» , ред.Азередо и С. Силланкорва (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer), 99–110.

Google Scholar

Николь, Л. Э., Брэдли, С., Колган, Р., Райс, Дж. К., Шеффер, А., и Хутон, Т. М. (2005). Руководство Американского общества инфекционистов по диагностике и лечению бессимптомной бактериурии у взрослых. Clin. Заразить. Dis. 40, 643–654. DOI: 10.1086 / 427507

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pirnay, J.-P., Verbeken, G., Ceyssens, P.-J., Huys, I., De Vos, D., Ameloot, C., et al. (2018). Магистральный фаг. Вирусы 10: E64. DOI: 10.3390 / v10020064

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саркер, С. А., Султана, С., Ройтелер, Г., Мойн, Д., Декомб, П., Чартон, Ф. и др. (2016). Пероральная фаговая терапия острой бактериальной диареи двумя препаратами колифага: рандомизированное исследование на детях из Бангладеш. EBioMedicine 4, 124–137. DOI: 10.1016 / j.ebiom.2015.12.023

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Schneidewind, L., Kranz, J., Schlager, D., Barski, D., Muhlsteadt, S., Grabbert, M., et al. (2017). Многоцентровое исследование по антибиотикопрофилактике, инфекционным осложнениям и оценке риска при ТУР-П. Cent. Европейский J. Urol. 70, 112–117. DOI: 10.5173 / ceju.2017.941

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Sybesma, W., Zbinden, R., Chanishvili, N., Kutateladze, M., Чхотуа А., Уджмаджуридзе А. и др. (2016). Бактериофаги как потенциальное средство лечения инфекций мочевыводящих путей. Фронт. Microbiol. 7: 465. DOI: 10.3389 / fmicb.2016.00465

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Труцци, Дж. К., Алмейда, Ф. М., Нуньес, Э. К., и Сади, М. В. (2008). Остаточный объем мочи и инфекция мочевыводящих путей - когда они связаны? J. Urol. 180, 182–185. DOI: 10.1016 / j.juro.2008.03.044

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вильярроэль, Дж., Ларсен, М.В., Килструп, М., и Нильсен, М. (2017). Метагеномный анализ терапевтических коктейлей фагов PYO с 1997 по 2014 гг. Вирусы 9: E328. DOI: 10.3390 / v9110328

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

.

Типы бактериофагов - Репликация и классификация

Существует много типов бактериофагов, хотя о некоторых мы слышим больше, чем о других. Бактериофаги - это очень сложные вирусы, которые существуют с самой ранней истории Земли и играют решающую роль в поддержании баланса между популяциями бактерий на нашей планете. Эти древние формы жизни претерпели значительные изменения, и мы только начинаем понимать их уникальную и жизненно важную роль в нашей жизни.

Хотя они встречаются повсюду и существует так много типов бактериофагов всех форм и размеров, все они относятся к одному из двух методов репликации; литический и лизогенный .Важно понимать различие между ними, поскольку это играет решающую роль в том, как фаги могут взаимодействовать с нами; так как один всегда играет на нашей стороне, в то время как интересы другого связаны с его выживанием, что может пойти против нас.

Типы бактериофагов - Репликация

Вирулентные бактериофаги - Литический цикл (репликация цитоплазматических вирусов)

Вирулентные бактериофаги оказываются как в наших интересах, так и в их интересах. Этот тип бактериофагов использует литический цикл для репликации.Лизис или литический цикл - это процесс репликации цитоплазматического вируса, в котором бактериофаг вводит свой генетический материал в клетку-хозяин, что позволяет этому генетическому материалу реплицироваться, производя множество новых фагов. Как только клетка-хозяин наполняется новыми бактериофагами, она захватывает изнутри, высвобождая вновь образованные фаги.

Важно отметить, что бактериофаги, которые используются для фаговых продуктов и фаговой терапии, являются вирулентными фагами.

Бактериофаги умеренного климата - лизогенный цикл

Бактериофаги умеренного климата - это тип бактериофагов, которые используют лизогенный цикл для репликации.Лизогенный цикл - это цикл, при котором фаг вливает свой родовой материал в хозяина, но вместо того, чтобы быстро реплицироваться, этот родовой материал попадает в генетический материал хозяина и вливается в него, становясь профагом. Он становится частью генетического материала хозяина, и при делении клетки-хозяина генетический материал фага умеренного климата также подвергается процессу репликации.

Лизогенные бактериофаги остаются в этом симбиотическом состоянии; в котором он не причиняет вреда клетке-хозяину, а скорее спокойно использует ресурсы, предоставляемые клеткой-хозяином.Однако, когда лизогенный бактериофаг чувствует себя под определенным давлением или его выживание находится под угрозой, он имеет способность переключаться с лизогенного цикла на литический, что приводит к быстрой репликации вновь образованных фагов, которые вырываются из клетка-хозяин.

Бактериофаги, способные проходить лизогенный цикл, т.е. умеренных фагов, оценивают и выбирают цикл, который они считают подходящим в соответствии с окружающей средой, в которой они находятся, будь то литический или лизогенный цикл.

Типы бактериофагов - Классификация

Ниже приведена известная в настоящее время структура бактериофагов. Поскольку фаги все еще изучаются и многое еще не обнаружено, следующая информация может рассматриваться как неполная.

Типы бактериофагов
Отряд - Caudovirales. Семейство - Ackermannviridae, Myoviridae, Siphoviridae и Podoviridae.

Ackermannviridae

Относится к отряду Caudovirales. Эти фаги не имеют оболочки и имеют структуры "голова-хвост".Их икосаэдрическая головка имеет диаметр примерно 93 нм. У них также есть шейка без воротника и опорная пластина. Их хвост составляет примерно 140 нм в ширину и 20 нм в длину и является сократительным. У них также есть волокна, прикрепленные к их хвосту, которые имеют длину примерно 38 нм. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Myoviridae

Относится к отряду Caudovirales. Эти фаги имеют удлиненные головы (примерно 110 нм в длину), длинные хвосты с воротником (114 нм), базовые пластины с шипами и 6 длинных хвостовых волокон.У них линейный геном размером примерно 33–244 т.п.н., и он кодирует 40–415 белков. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса, литические и лишены генов, чтобы стать лизогенными.

Типы бактериофагов

В эту группу входят следующие подсемейства и роды:

Подсемейство - Peduovirinae. Роды - Hpunalikevirus и P2likevirus.

Peduovirinae имеют вирионы с головками диаметром 60 нм и хвостами длиной 135 на 18 нм.Их опознавательный маркер - это ножны, которые соскальзывают с хвостовой части. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Подсемейство - Spounavirinae. Роды - Spounalikevirus и Twortlikevirus.

Spounavirinae имеют изометрические головки диаметром от 87 до 94 нм, видимые капсомеры (белковая защита генетического материала), длинные хвосты от 140 до 219 нм и двойную базовую пластину. На концах их хвостов есть шаровидные структуры, известные как шипы базовой пластины и изогнутые волокна хвоста.Все эти фаги являются вирулентными фагами (литическими). Они нападают на широкий круг членов Firmicutes; тип бактерий. Фаги из этой группы обычно обладают большими (127–142 т.п.н.) неперестановочными геномами с концевой избыточностью 3,1–20 т.п. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Подсемейство - Tevenvirinae. Роды - T4virus и Schizot4virus.

Tevenvirinae делятся по морфологии головы; У вируса T4 длина головы составляет 137 нм, а у вируса Schizot4 - 111 нм.Дальнейшее деление внутри родов производится в зависимости от гомологии белков. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Подсемейство - Eucampyvirinae. Роды - Cp220likevirus и Cp8unalikevirus.

Eucampyvirinae имеют безоболочечное строение в виде головы. Их икосаэдрическая головка имеет диаметр примерно 93–96 нм. Их хвост составляет приблизительно 96-140 нм в длину и 20 нм в ширину, сократительный. У них также есть волокна длиной 38 нм, прикрепленные к хвосту.Их линейный геном дцДНК составляет примерно 132–197 кб в длину и кодирует 149–245 белков. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Типы бактериофагов
Неназначенное семейство . Роды - Bcep78likevirus, Bcepmulikevirus, Felixounalikevirus, Hapunalikevirus, I3likevirus, Mulikevirus, Pbunalikevirus, Phicd119likevirus, Phihlikevirus, Phikzlikevirus, Punalikevirus и Viunalikevirus.

Siphoviridae

Относится к отряду Caudovirales.Эти бактериофаги нацелены как на бактерии, так и на археи. Многие бактериофаги из этого семейства были помещены в неклассифицированную группу без какого-либо рода, однако известно, что многие из фагов нацелены на Lactobacillus, Mycobacterium, Streptococcus и другие бактерии. В настоящее время в этом семействе 313 видов из 47 родов. Эти фаги не имеют икосаэдрической оболочки, покрытой оболочкой. Члены идентифицируются их поперечно-полосатыми несжимающимися хвостами. Их геномы двухцепочечные и линейные (около 50 килобайт), содержащие 70 генов.Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса, покидая клетку-хозяина посредством лизиса.

Podoviridae

Относится к отряду Caudovirales. В этом семействе 50 видов из 20 родов. Основная характеристика этих фагов - очень короткий и несокращающийся хвост с 6 короткими субтерминальными волокнами. Их хвост толстый и сложен, как диски, с максимальной длиной примерно 17 нм. Они не окружены икосаэдрической головой. Диаметр 60 нм и 72 капсомера.Эти бактериофаги имеют двухцепочечную ДНК с линейным геномом длиной примерно 40-43 килобайт и кодируют примерно 55 генов. Геном кодирует 9 структурных белков. Они следуют процессу двунаправленной репликации ДНК. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Типы бактериофагов
Отряд - Ligamenvirales. Семейство - Lipothrixviridae и Rudiviridae.

Lipothrixviridae

Относится к отряду Ligamenvirales. Эти фаги нацелены на архей из царства Crenarchaeota и имеют 8 видов, которые делятся на 3 рода; Betalipothrixvirus, Gammalipothrixvirus и Deltalipothrixvirus.Они разделяют структурные и геномные свойства с фагами из семейства Rudiviridae; без оболочки и стержневой формы. У них также есть линейные геномы дцДНК, содержащие до 9 генов. У них также есть нитевидные частицы, которые построены из гомологичных белков капсида. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Rudiviridae

Относится к отряду Ligamenvirales и является единственным родом в семействе. Эти бактериофаги нацелены на гипертермофильные археи из царства кренархей.Они не имеют оболочки и имеют форму жесткого стержня с линейными геномами дцДНК. В настоящее время у них есть 3 вида, в том числе палочковидный вирус Sulfolobus islandicus 2. Название семейства происходит от латинского слова «rudis», что означает тонкий стержень, что отражает форму этого вириона. Эти бактериофаги используют цитоплазматический литический цикл вирусной репликации.

Типы бактериофагов
Заказ - Не назначен . Семейство - Ampullaviridae, Bicaudaviridae, Clavaviridae, Corticoviridae, Cystoviridae, Fuselloviridae, Globuloviridae, Guttaviridae, Inoviridae, Leviviridae, Microviridae, Plasmaviridae, Plasmaviridae, Plasmaviridae, Plasmaviridae, Pleolipidae

Ampullaviridae

Не имеет назначенного отряда и имеет только 1 вид в 1 роду. Эти бактериофаги нацелены на архей из рода Acidianus. У них один узкий конец, который расширяется в более широкий конец. Общая длина составляет примерно 230 нм, а ширина - примерно 75 нм. Узкий конец имеет вирусную оболочку, которая используется для введения ДНК хозяевам. На широком конце 20 тонких нитей, каждая из которых расположена кольцом. Название семейства и рода происходит от латинского слова «ampulla», что отражает форму бутылки этого вириона.Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Bicaudaviridae

Не имеет установленного порядка и имеет только 1 род с 1 видом; Двусторонний вирус Acidianus, однако веретенообразные вирусы 1 и 2 Sulfolobus tengchongensis (STSV1 и STSV2) также относятся к этому семейству. Эти бактериофаги представляют собой гипертермофильные вирусы архей, нацеленные на виды из рода Acidianus. Они обернуты и имеют форму лимона. Их геномы имеют форму круга, примерно 62 килобайта в длину, и в геноме есть 72 открытые рамки считывания.Эти фаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Clavaviridae

Не имеет назначенного порядка и имеет только 1 род. Эти бактериофаги нацелены на археи видов. Они имеют бацилловидную форму и диаметр 15,8 нм, с одним заостренным концом, а другой закругленным. Вирионы обладают высокой термостабильностью и остаются заразными после инкубации при 100 ° C в течение 3 часов. У них есть кольцевая двухцепочечная молекула ДНК размером 5,3 килобайт. ДНК содержит 14 открытых рамок считывания. ДНК не интегрируется с клетками-хозяевами и не вызывает лизис клетки-хозяина.Название семейства и рода происходит от латинского слова «клава», что переводится как «палка».

Corticoviridae

Не имеет установленного порядка и имеет только 1 род с 1 видом; Вирус псевдоальтеромонады PM2. Профаги, которые тесно связаны с PM2, принадлежат водным бактериям, что позволяет предположить, что кортиковирусы могут недооцениваться с точки зрения их экологической значимости. Эти бактериофаги нацелены на виды бактерий. Эти фаги состоят из икосаэдрического круглого капсида без оболочки диаметром 60 нм с внутренней липидной мембраной, находящейся во внутренней и внешней оболочке белка.Эти раковины имеют три слоя и на поверхности имеют узор с шипами в виде кустов из двенадцати вершин. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса. Название семейства и рода происходит от латинского слова «cortex» или «corticis», что переводится как кора или кора.

Cystoviridae

Не имеет установленного отряда, имеет только 1 вид в этом роде; Pseudomonas phage phi6. Эти бактериофаги нацелены на виды бактерий Phaseolicola. Отличительной особенностью является их трехкомпонентный геном дцРНК, длиной примерно 14 т.п.н., а также внешний слой белков и липидов.Ни один другой известный бактериофаг не имеет внешнего липидного слоя. Наиболее идентифицированные цистовирусы сегодня - это те, которые нацелены на виды Pseudomonas. Эти фаги имеют икосаэдрическую оболочку и сферическую форму. В диаметре они примерно 85 нм. Их геномы линейны и сегментированы; большой - 6,4 КБ, Средний - 4 КБ и Малый - 2,9 КБ. Коды генома содержат 12 белков. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Fuselloviridae

Не имеет назначенного порядка и является семейством вирусов.В настоящее время существует 9 видов, которые делятся на 2 рода. Эти бактериофаги нацелены, в частности, на виды архей; shibatae, solfataricus и islandicus. Они обернуты и имеют форму лимона. Их диаметр составляет 60 нм при длине 100 нм. Их геномы имеют круглую форму, примерно 17,3 килобайт в длину. Эти фаги присутствуют в высокотемпературных (≥70 ° C) и кислых (pH ≤4) средах, таких как горячие источники. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Globuloviridae

Не имеет определенного порядка и представляет собой семейство вирусов, которые являются гипертермофильными архейными вирусами.В настоящее время они имеют 1 род с 2 видами в этом семействе; Сферический вирус Pyrobaculum и сферический вирус Thermoproteus tenax 1. Эти бактериофаги нацелены на Crenarchaea из родов Pyrobaculum и Thermoproteus. Эти фаги имеют сферическую оболочку. Их диаметр составляет примерно 100 нм. Их геномы представляют собой линейную дцДНК, несегментированную и имеют длину примерно 20-30 килобайт. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Guttaviridae

Не имеет назначенного порядка и представляет собой семейство вирусов, в настоящее время насчитывающее 2 вида, разделенных на 2 рода.Эти бактериофаги нацелены на Sulfolobus newzealandicus. Эти фаги имеют оболочку диаметром примерно 70–95 нм и длиной примерно 110–185 нм. Геномы круглые, примерно 20 килобайт в длину. Они состоят из оболочки, сердцевины, нуклеокапсида и волокон на заостренных концах. Поверхность улья имеет ребристую поверхность с выступами, покрытыми длинными волокнами на заостренном конце. Их геном чрезвычайно сильно метилирован. Эти бактериофаги используют ДНК-шаблонную транскрипцию.Фамилия происходит от латинского слова «гутта», что переводится как капля.

Inoviridae

Не имеет определенного порядка и представляет собой семейство вирусов, в настоящее время насчитывающее 43 вида, разделенных на 2 рода. Эти бактериофаги нацелены на бактерии. Эти фаги не имеют оболочки, имеют форму стержня или нити. Их диаметр составляет примерно 7 нм, а длина - примерно 2000 нм. Их геномы круглые, примерно 8 килобайт в длину, и геном кодирует от 4 до 10 белков.Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Leviviridae

Не имеет определенного порядка и представляет собой семейство вирусов, в настоящее время насчитывающее 4 вида, разделенных на 2 рода. Эти бактериофаги нацелены на бактерии, в том числе; Энтеробактерии, Caulobacter, Pseudomonas и Acinetobacter. Эти фаги икосаэдрические, без оболочки и имеют сферическую форму. Их диаметр составляет примерно 26 нм. Их геномы являются линейными и несегментированными, длиной около 4 килобайт, а геном кодирует 4 белка.Эти бактериофаги используют метод транскрипции вируса с положительной цепью РНК и лизис для выхода из клетки-хозяина.

Microviridae

Не имеет определенного порядка и представляет собой семейство вирусов, в настоящее время насчитывающее 12 видов, разделенных на 7 родов. Эти бактериофаги нацелены, в частности, на бактерии; Энтеробактерии и спироплазмы. Эти фаги икосаэдрические, без оболочки и имеют круглую форму. Их диаметр составляет примерно 25–27 нм (каждый вирион имеет 60 копий белка F, G и J и 12 копий белка H).У них также есть пентамеры в форме трубы (каждый состоит из 5 копий G и одной из H белка). Их геном представляет собой одноцепочечную ДНК. Большинство этих бактериофагов используют литический жизненный цикл, однако некоторые имеют умеренный жизненный цикл. Фамилия происходит от древнегреческого слова «μικρός» (микрос), которое переводится как «маленький», что отражает размер их геномов как одного из самых маленьких из ДНК-вирусов.

Plasmaviridae

Не имеет определенного порядка и представляет собой семейство вирусов, которое включает 1 род и 1 вид.Эти бактериофаги нацелены, в частности, на бактерии; Ахолеплазма (Acholeplasma virus L2). Эти фаги имеют квазисферическую форму, имеют оболочку и имеют диаметр примерно 80 нм (диапазон от 50 до 125 нм). Их геном является конденсированным, несегментированным и имеет единственную молекулу кольцевой, суперспиральной двунитевой ДНК длиной 12 пар нуклеотидов. Геном имеет 14 открытых рамок считывания и кодирует не менее 15 белков. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Pleolipoviridae

Не имеет назначенного порядка.Эти фаги имеют плеоморфную оболочку диаметром около 40 нм. У них есть кольцевая оцДНК с геномом от 7 до 10,6 килобайт. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Portogloboviridae

Не имеет назначенного порядка. Эти фаги представляют собой икосаэдрический капсид диаметром 87 нм. Этот капсид заключает в себе внутреннюю липидную мембрану. У них также есть нуклеопротеиновая нить шириной 3 нм, которая состоит из 14 сферических спиралей. Их геном представляет собой кольцевую двухцепочечную ДНК длиной 20 килобайт, которая кодирует 45 белков.Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Sphaerolipoviridae

Не имеет назначенного порядка и представляет собой семейство вирусов, состоящее из 3 родов; Альфа-сферолиповирус, бета-феролиповирус и гамма-феролиповирус. Виды, принадлежащие к Alphasphaerolipovirus и Betasphaerolipovirus, нацелены на галофильные археи, а виды, принадлежащие к роду Gammasphaerolipovirus, нацелены на термофильные бактерии. Эти фаги - бесхвостые икоспэдрические, с внутренней липидной мембраной и двухцепочечной ДНК.Они не имеют оболочки и имеют размер от 50 до 80 нм.

Spiraviridae

Не имеет назначенного порядка и представляет собой семейство вирусов, и в настоящее время распознается только 1 вид. Эти бактериофаги нацелены на археи. Фаги бывают без оболочки, полые и цилиндрические. Их размер составляет примерно 200 нм x 28 нм с отростками по 20 нм. У них одноцепочечная ДНК размером 24,9 килобайт, которая кодирует 57 белков. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Tectiviridae

Не имеет назначенного порядка и представляет собой семейство вирусов, состоящее из 3 родов и 4 видов.Эти бактериофаги нацелены на бактерии. У них нет структуры "голова-хвост", но они способны создавать хвостообразную структуру размером приблизительно 60-100 нм при адсорбции после обработки хлороформом. Они икосаэдрические, без оболочки, а капсид состоит из двух слоев. Внешний слой - это белковая структура, а внутренний слой - это белковая липидная мембрана, которая содержит геном. Липиды составляют 15% от их веса, и в них нет углеводов. У них также есть выступающий на вершине шип примерно на 20 нм.Их геном представляет собой одиночную молекулу, которая представляет собой линейную двухцепочечную ДНК длиной 15 килобайт и имеет 30 открытых рамок считывания. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Tristromaviridae

Не имеет назначенного порядка. Эти фаги имеют оболочку, стержневидную форму, длину около 410 нм и диаметр около 38 нм. У них есть линейный геном дцДНК длиной 15,9 т.п.н. Их ДНК упакована в спиральное ядро. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

Turriviridae

Не имеет определенного порядка и представляет собой семейство вирусов, которое включает 2 вида в 1 род; Альфатурривирус. Эти бактериофаги нацелены на археи, в частности, на Sulfolobus solfataricus. Они имеют икосаэдрическую структуру с приблизительным диаметром 74 нм и 12 пятивершинных отростков, напоминающих туррент, расширяющихся до 13 нм над оболочкой капсида. Капсид заключен во внутреннюю липидную мембрану. У них линейный геном длиной 17 килобайт. Эти бактериофаги используют цитоплазматическую репликацию вируса.

.

Нановерсия доктора Дулиттла. Бактериофаги как альтернатива антибиотикам в ветеринарии

: 15 марта 2017 г., Бактериофаги враги наших врагов, том 46, N1

Инфекционные болезни сельскохозяйственных животных возглавляют список болезней, вызывающих значительный экономический ущерб из-за падежа и снижения продуктивности животных, а также из-за значительных затрат на меры профилактики и борьбы.Особое значение имеют инфекции, поражающие также людей; это сибирская язва, бешенство, бруцеллез, лептоспироз и сальмонеллез

Одной из ключевых и интенсивно развивающихся отраслей сельского хозяйства во многих странах является птицеводство, дающее ежегодно около 300 миллионов тонн мяса, которое получают от более чем 500 миллиардов бройлеров. Однако примерно 5% птиц, т.е. е. ежесекундно более 800 цыплят умирают от различных болезней.Патогенные бактерии, в том числе заражающие людей, являются одной из основных причин смертности птиц. Наиболее распространенными патогенами в этой стране являются Listeria , Yersinia , Salmonella , Campylobacter и около штаммов Escherichia coli .

В последнее десятилетие все чаще выявлялись штаммы Salmonella и E. coli , устойчивые к широкому спектру антибиотиков. Устойчивость этих микроорганизмов часто определяется оттоком, активным выкачиванием токсинов из бактериальной клетки, осуществляемым транспортными (насосными) системами белковой природы (Hernando-Amado et al., 2016). Истечение веществ запускается с помощью сложной системы регулирования, которая реагирует на различные воздействия, такие как окислительный стресс или воздействие некоторых катионных дезинфицирующих средств, используемых птицеводческими предприятиями вместо антибиотиков. Благодаря оттоку бактерии становятся устойчивыми к гентамицину, хлорамфениколу, флорфениколу и другим антибиотикам, что препятствует их связыванию с мишенями внутри клетки.

Отметим, что рано или поздно каждая животноводческая ферма сталкивается с проблемой инфекционных заболеваний, независимо от того, разводят ли она крупный рогатый скот, овец, коз, свиней или пушных зверей.Для поддержания здоровья и безопасности продукции необходима борьба с патогенными микроорганизмами. С момента открытия пенициллина в 1928 году антибиотики стали основным средством борьбы с бактериальными инфекциями. Однако, несмотря на постоянную разработку новых лекарств, появление полирезистентных штаммов бактерий, проявляющих устойчивость почти ко всем доступным антибиотикам, стало серьезной проблемой не только в здравоохранении, но и в ветеринарии.

Использование антибиотиков в животноводстве и птицеводстве часто критикуется, потому что, с одной стороны, лекарства могут задерживаться в продуктах питания, а с другой стороны, они могут вызвать появление новых устойчивых к лекарствам патогенов.Кроме того, использование антибиотиков в сельском хозяйстве не всегда оправдано, а иногда и вредно. В частности, лечение антибиотиками при болезнях свиней часто оказывается палкой о двух концах. Например, бактерии, вызывающие клостридиоз, защищаясь от антибиотика, иногда производят споры и синтезируют токсины, тем самым вызывая токсическую инфекцию и повреждая слизистую оболочку кишечника. Другой пример - репродуктивно-респираторный синдром : антибиотики часто усугубляют течение этой вирусной инфекции, вызывая воспаление легких.

Однако ограниченное введение антибиотиков животным может вызвать рост инфицирования людей соответствующими патогенными бактериями, что, в свою очередь, приведет к увеличению использования антибиотиков среди людей. Кроме того, сегодня мы знаем, что существуют механизмы, которые могут вызывать устойчивость бактерий к антибиотикам, даже если они не контактируют с этими лекарствами.

Эта проблема пробуждает интерес к поиску новых терапевтических средств, которые смогут заменить или дополнить антибиотики при борьбе с инфекционными заболеваниями.Поиск альтернативных средств лечения бактериальных инфекций сразу выдвинул на первый план фаготерапию и фагопрофилактику (Акимкин и др. , 2010).

От лаборатории до птицефабрики

Смит и его коллеги из Института исследований болезней животных (Великобритания) могут считаться первопроходцами в использовании фагов для лечения животных (Smith et al. , 1987). Они изучили лабораторных мышей, экспериментально зараженных E.coli и обнаружил, что даже однократное введение препарата бактериофага значительно снижает количество жизнеспособных бактериальных клеток в желудочно-кишечном тракте. Позже они провели те же эксперименты на телятах, ягнятах и ​​морских свинках, инфицированных вирулентным штаммом E.coli , вызывающим диарею. Фаговая терапия снизила количество бактерий в желудочно-кишечном тракте, а также облегчила симптомы, связанные с этой инфекцией, такие как обезвоживание. В результате практически все зараженные животные выжили.

Применение препаратов бактериофага в крупных сельскохозяйственных предприятиях имеет свои особенности, благоприятствующие этому виду терапии. Системы биологической безопасности на крупных сельскохозяйственных предприятиях эффективно ограничивают разнообразие инфекций; соответственно, количество патогенных видов микробов значительно меньше, чем в человеческой популяции. Вот почему инфекции, присутствующие на таких предприятиях, легко воспроизводимы, поэтому диагноз, поставленный в одном птичнике, можно экстраполировать на другие птичники.Однако следует иметь в виду, что бактерии могут защищаться от фагов. Например, эксперименты на бактериальных монокультурах показали, что введение терапевтических фагов приводит к появлению устойчивых к фагам бактериальных клеток; это займет всего несколько часов. Кроме того, хотя антибиотики обладают относительно широким спектром действия, не существует супербактериофагов, способных атаковать большое количество различных видов и штаммов микробов. Таким образом, практичнее использовать сложные коктейли с бактериофагами.

Сегодня уже технически и экономически целесообразно поиск необходимых бактериофагов для индивидуального хозяйства и производство соответствующих биопрепаратов. Это не уничтожает весь спектр патогенных бактерий, но позволяет отбирать и использовать эффективные бактериофаги против бактерий, наиболее опасных с санитарной или эпидемической точки зрения.

Препараты бактериофагов против сальмонелл и E. coli успешно используются на крупных птицеводческих предприятиях.Например, аномально высокий уровень заражения сальмонеллой (50–70%) цыплят-бройлеров на птицефабрике снизился до неописуемого уровня за несколько месяцев. Кроме того, введение бактериофагов, вакцинных штаммов вирусов и полезных пробиотических бактерий на крупных птицеводческих и свиноводческих предприятиях организуется по эпидемическому шаблону, что значительно снижает затраты на борьбу с инфекциями и повышает их эффективность.

В приведенном выше примере с сальмонеллами серотип бактерий изменился в ходе фаговой терапии, что привело к появлению нового штамма Infantis , устойчивого к использованному бактериофагу.Это говорит о том, что бактериофаги могут действовать как фактор межвидовой конкуренции за бактерии. Дело в том, что концентрация бактерий Salmonella в кишечнике относительно низка, что может свидетельствовать об отсутствии конкуренции между разными видами и подвидами этого рода (Antunes et al. , 2016). Однако преемственность различных серотипов сальмонелл в популяциях кур указывает на неслучайный характер этого явления.

ДЛЯ МАЛЕНЬКИХ И БОЛЬШИХ СОЗДАНИЙ Наши домашние животные, например, кошки и собаки, также подвержены бактериальным инфекциям.Они вступают в тесный контакт с людьми, становясь более опасным источником инфекций, таких как лептоспироз, поражающий почки и печень, или кишечный иерсиниоз, сопровождающийся у людей хронической болью в животе и диареей, которая иногда может даже привести к смерти. Высокопатогенные варианты E. coli , salmonella, Campylobacter и Clostridium также могут попадать в организм человека от кошек и собак, вызывая кишечные инфекции, бактериальный сепсис и гемолитико-уремический синдром.В этом случае бактериофаговая терапия для животных также будет хорошей профилактической мерой для их владельцев, которые не рискуют заразиться устойчивыми к антибиотикам бактериями от домашних животных.

К сожалению, в ветеринарном арсенале до сих пор отсутствуют препараты бактериофагов против таких тяжелых заболеваний, как лептоспироз и иерсиниоз, хотя исследования по созданию поливалентных бактериофагов против иерсиниоза продолжаются. Поиск в Интернете, включая форумы владельцев домашних животных, показывает, что список препаратов для лечения животных содержит некоторые «человеческие» фаговые препараты, такие как стафилококковые и стрептококковые бактериофаги, используемые для профилактики гнойных инфекций кожи и слизистых оболочек, а также других инфекции, вызванные этими бактериями, и сложный пиобактериофаг (пиополифаг), который проявляет широкий спектр антибактериальной активности и используется для лечения нескольких гнойных и воспалительных заболеваний.Специфическая терапия щенков и котят, инфицированных патогенными штаммами E. coli , часто приводящими к летальному исходу, требует применения бактериофага против паратифа и колибактериоза.

Таким образом, в настоящее время серотипы сальмонелл Gallinarum и Pullorum практически не встречаются в кишечнике, в отличие от серотипа Enteritidis , который, в свою очередь, встречается гораздо реже, чем новый серотип Infantis .Интересно, что именно во время увеличения частоты инфицирования кур сальмонеллами Infantis группа исследователей из Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук и Государственного научного центра вирусологии и медицины Биотехнология Вектор (Новосибирск, Россия) выделил большое количество бактериофагов, активных против серотипа Enteritidis . Однако бактериофагов против серотипа Infantis было довольно мало.На самом деле этому может быть несколько объяснений; идея о том, что бактериофаги участвуют в вытеснении близкородственных бактериальных групп, выглядит весьма вероятной.

Соответствующая исследовательская литература широко охватывает феномен полигостальности (способность инфицировать широкий спектр видов бактерий) бактериофагов и феномен различной фаговой устойчивости отдельных бактериальных штаммов одного вида к одному и тому же бактериофагу. Очевидно, бактериальный штамм, который может поддерживать существование бактериофага, не убивая клетку-хозяина, сможет получить эволюционное преимущество, потому что он вызовет смерть конкурирующих бактерий, чувствительных к бактериофагу.Этот пример показывает, сколько различных биологических идей может возникнуть при наблюдении взаимодействия между бактериями и бактериофагами. Кроме того, изучая спонтанное применение бактериофагов на птице и свиноводстве, можно достаточно безопасно моделировать эпидемии.

Бактериофаги вряд ли в ближайшее время заменят антибиотики. Тем не менее, бактериофаги, несомненно, полезны, когда антибиотики не работают и когда необходимо предотвратить появление устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий.

Использование бактериофагов в ветеринарии гораздо более перспективно, чем в медицине человека. Новые ветеринарные препараты выходят на рынок быстрее, чем лекарства для людей. Кроме того, разнообразие инфекций на крупной животноводческой ферме значительно выше, чем у людей, что упрощает идентификацию бактерий и выбор соответствующих бактериофагов.

Список литературы

Акимкин В.Г., Дарбеева О. С., Колков В. Ф. Бактериофаги: исторические и современные аспекты их применения (эксперименты и клинические перспективы) // Клин. Практика. 2010. Т. 4. С. 48–54.

Андреева И.С., Соловьянова Н.А., Афонюшкин В.Н. и др. Перспективы фаготерапии сальмонеллез птиц в сельском хозяйстве // Современное общество, образование и наука. Материалы Международной конференции прикладных исследований. 2013. С. 10–13.

Антунес П., Mourão J., Campos J., Peixe L. Сальмонеллез: роль мяса птицы // Клин. Microbiol Infect. 2016. Т. 22. С. 110–121.

Клаас М. Пос, Тринити раскрыли: Стехиометрическая комплексная сборка бактериального мультилекарственного оттока насоса // PNAS. V. 106. N. 17. P. 6893–6894, DOI: 10.1073 / pnas.0902837106

.

Смит, Х. У., Хаггинс, М. Б., Шоу, К. М. Факторы, влияющие на выживание и размножение бактериофагов у телят и в окружающей их среде // J.Gen. Microbiol. 1987. Т. 133. С. 1127—1135.

: 15 марта 2017 г., Бактериофаги враги наших врагов, том 46, N1 .

Влияние препаратов бактериофагов на внутриклеточное уничтожение бактерий фагоцитами

Внутриклеточное уничтожение бактерий - один из фундаментальных механизмов против проникновения патогенов. Нарушение внутриклеточного уничтожения бактерий фагоцитами может быть причиной хронических инфекций и может быть вызвано антибиотиками или веществами, которые могут вырабатываться некоторыми бактериями. Поэтому было очень важно изучить, могут ли фаговые препараты влиять на процесс внутриклеточного уничтожения бактерий фагоцитами.Это может быть важно, особенно в случае пациентов, прошедших экспериментальную фаговую терапию (примерно у половины пациентов с хроническими бактериальными инфекциями нарушен иммунитет). В наш анализ был включен 51 пациент с хроническими грамотрицательными и грамположительными бактериальными инфекциями, получавших фаговые препараты в отделении фаговой терапии во Вроцлаве. Целью исследования было изучить влияние экспериментальной фаговой терапии на внутриклеточное уничтожение бактерий моноцитами периферической крови и полиморфноядерными нейтрофилами пациентов.Мы наблюдали, что фаговая терапия не снижает способность фагоцитов пациентов убивать бактерии и не влияет на активность фагоцитов у пациентов с изначально сниженной способностью убивать бактерии внутриклеточно. Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что экспериментальная фаговая терапия не оказывает значительного неблагоприятного воздействия на бактерицидные свойства фагоцитов, что подтверждает безопасность терапии.

1. Введение

Внутриклеточное уничтожение бактерий (IKB) является одним из основных механизмов защиты от вторжения патогенов.Фагоцитарные клетки (нейтрофилы, моноциты, тканевые макрофаги и дендритные клетки) являются компонентом врожденного иммунитета [1]. Они участвуют в неспецифической защите организма от внешних патогенов и веществ, производимых ими, например, токсинов, которая заключается в захвате антигена и образовании фагосомы, а затем в разрушении содержащихся там антигенов из-за присутствия разрушающих ферментов [ 2, 3]. Высокая эффективность уничтожения бактерий достигается в нейтрофилах за счет сочетания действия активных форм кислорода (АФК) и веществ, содержащихся в гранулах этих клеток (белков, опосредующих антибактериальную активность фагоцитов в анаэробных условиях) [4].

Врожденный иммунодефицит, терапия антибиотиками и разработка стратегий, позволяющих бактериям выживать внутри фагоцита, являются возможными причинами дефектов IKB, что является одним из ключевых этапов фагоцитоза [5]. Бактериальные инфекции, в том числе вызванные устойчивыми к антибиотикам бактериальными штаммами, являются основной причиной заболеваемости у пациентов с иммунодефицитом, таких как реципиенты трансплантата, больные раком и люди с первичным или вторичным иммунодефицитом, например СПИДом.Люди с дефектами функции фагоцитов часто страдают от тяжелых рецидивирующих инфекций [6–8] из-за нарушения иммунитета. Спектр микроорганизмов, вызывающих инфекции у этих пациентов, выходит за рамки микроорганизмов, вызывающих инфекции у людей с правильно функционирующей иммунной системой. Это приводит к заражению микроорганизмами, которые у здоровых людей не вызывают инфекции. У пациентов с иммунодефицитами наблюдалась повышенная вероятность заболеваемости бактериями, устойчивыми к антибиотикам.В связи с тем, что некоторые антибиотики нарушают бактерицидные функции фагоцитов, их применение может вызвать ослабление иммунитета пациента. Применение антибиотиков может приводить к снижению способности фагоцитов к фагоцитозу и ИКБ [9–11]. Как было показано Méhes et al., 2012, фагоцитоз и IKB нарушаются в случае гранулоцитов (выделенных от здоровых доноров), убивающих штамм S. aureus , устойчивый к ванкомицину (гетерогенный промежуточный ванкомицин Staphylococcus aureus , hVISA) и метициллин (устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus , MRSA) [12].Изоляты S. aureus , нечувствительные к антибиотикам, показали большую устойчивость к опсонофагоцитозу и IKB, чем метициллин-чувствительные изоляты (метициллин-чувствительные Staphylococcus aureus , MSSA). Штаммы hVISA характеризуются утолщенной клеточной стенкой с модифицированной связью в пептидогликане. Это предполагает, что структурные изменения, которые приводят к потере чувствительности к антибиотикам, также вызывают устойчивость бактерий к опсонофагоцитозу и уничтожению фагоцитами.

Дополнительные знания об иммуногенности фагов и их возможных взаимодействиях с клетками иммунной системы необходимы для рационального применения фагов у пациентов.Предыдущие исследования показали, что использование фаговых препаратов безопасно [13–15]. Было показано, что фаг Т4 и его белки: основной белок капсида (gp23), белок вершины головы (gp24), высокоиммуногенный белок внешнего капсида (Hoc) и белок малого внешнего капсида (Soc) на поверхности головы, не стимулируют продукцию цитокинов, особенно провоспалительных цитокинов, таких как IL-1 α , IL-6, IL-12 и TNF- α [15]. Также исследовали влияние фагов на продукцию активных форм кислорода (АФК), которые продуцируются фагоцитами после поглощения антигена [13, 15, 16].АФК являются сильным «оружием», используемым фагоцитарными клетками для уничтожения патогенов, которые поглощаются процессом фагоцитоза. Предыдущие результаты исследования in vitro предполагают, что использование фаговых препаратов для лечения системных инфекций может снизить вредное воздействие продуктов лизиса бактериальных клеток на ткани и органы пациентов (например, во время сепсиса производство АФК может привести к повреждению тканей и органов. ).

Ввиду представленных данных большое практическое значение имело изучить, могут ли фаговые препараты влиять на процесс IKB фагоцитов.Это явление может быть важным, особенно в случае пациентов, прошедших ЭПТ, поскольку, по данным нашего центра фаготерапии, примерно у половины пациентов с хроническими бактериальными инфекциями нарушен иммунитет [14, 17]. Поэтому было целесообразно изучить это явление у пациентов с хроническими инфекциями, которые ранее лечились антибиотиками и у которых это лечение не дало положительного эффекта. Мы надеемся, что это исследование поможет ответить на вопрос, может ли применение фаговых препаратов вызывать дальнейшие изменения в IKB.

2. Материалы и методы
2.1. Заявление по этике

Образцы крови были взяты у пациентов, прошедших экспериментальную фаготерапию (EPT) в отделении фаготерапии во Вроцлаве в соответствии с протоколом «экспериментальной фаговой терапии лекарственно-устойчивых бактериальных инфекций, включая инфекции MRSA» [14], и были взяты образцы крови. от каждого пациента до и во время или после EPT. Исследование было одобрено Комитетом по биоэтике Медицинского университета Вроцлава (номера одобрений: KB-349/2005, KB-236/2010, KB-448/2010, KB-461/2012, KB-722/2012 и KB- 81/2013) и проводился в соответствии с Хельсинкской декларацией.Перед анализом данные были анонимизированы и деидентифицированы. В экспериментах использовались фагоциты периферической крови, полиморфно-ядерные нейтрофилы (PMN) и мононуклеарные клетки крови (PBMC) от здоровых доноров на основании одобрения Комитета по биоэтике (номер одобрения: KB519 / 2009).

2.2. Пациенты

Образцы гепаринизированной крови были взяты у пациентов, страдающих хроническими бактериальными инфекциями, у которых предшествующее лечение антибиотиками не привело к улучшению (например, уничтожению бактерий) на разных этапах EPT: до терапии, во время лечения фагами (между 5 день и 168-й день терапии) и после терапии (5–55 дней).Среднее время лечения составляло 50 дней. В наш анализ был включен 51 пациент с хроническими грамотрицательными и грамположительными бактериальными инфекциями (включая больных сахарным диабетом). Пациентам был поставлен диагноз: хроническая инфекция мочевыводящих путей (включая хронический бактериальный простатит), изъязвление (), свищ () и инфекция дыхательных путей (). Лизаты фагов использовались пациентами местно (), ректально (), перорально () и в комбинации: местно и перорально (). Из-за ограниченного числа уникальных пациентов исследуемые группы не были равны по размеру.Контрольную группу составили 39 здоровых добровольцев.

Эффективность лечения оценивалась после EPT по шкале (от A до G; когда результат описывался как A – C, эффект классифицировался как хороший ответ на терапию, а D – G представлял неадекватный ответ), описанный Międzybrodzki et al. (2012) [14].

2.3. Материалы

Лизаты фагов, полученные пациентами, поступали из коллекции Бактериофаговой лаборатории IIET PAS или Института биотехнологии, сывороток и вакцин BIOMED SA.Препараты BIOMED были фаговыми препаратами, которые использовали пациенты против S. aureus (A3 / R, fi 200/6409, P4 / 6409, 676 / Ż и MS-1), E. faecalis (1C / K и 15 / P) и P. aeruginosa (col 21, F-8, 119x и MP-1). Пациенты получали препараты в диапазоне титров фага 10 6 –10 9 БОЕ / мл в зависимости от индивидуальных свойств фага (стабильности). Пациенты использовали фаговые препараты, активные в отношении следующих штаммов бактерий: E.coli : coli 93/1349, coli 99 / DSM, coli 3/2057, coli 104 / Lek и coli 54/181; E. faecalis : 1C / K, Ent28 / 794, Ent38 / 794, Ent56 / 1854, Ent17 / NW, Ent39 / 276 и Ent 15 / P; P. aeruginosa : F-8 / LBF, 119x, PsMN / 3486, col 21, Ps21 и MP-1; S. aureus : 676 / Ż, fi200 / 6409, A3 / R, P4 / 6409 и MS-1.

Патогены, вызывающие хронические инфекции, были выделены у пациентов и использованы для тестирования бактерицидной активности фагоцитов: Staphylococcus aureus (), Pseudomonas aeruginosa (), Escherichia coli (), Enterococcus faecalis К.oxytoca () и S. marcescens (). Бактериальные штаммы, выделенные от пациентов, которые используются для тестирования бактерицидной активности фагоцитов у здоровых доноров, были следующими: грамположительные: Staphylococcus aureus 28500, Staphylococcus aureus 28265 и Enterococcus faecalis 28197 и грамотрицательные: Pseudomonas aeruginosa 28420 и Escherichia coli 28217.

2.4. Приготовление бактериальных суспензий

Бактериальные суспензии для экспериментов IKB были приготовлены согласно Buisman et al.(1991) [18]. Ночную культуру из скошенного агара центрифугировали (1300 × g, 4 ° C, = 15 мин) и промывали фосфатно-солевым буфером (PBS). Его разбавляли соответствующим образом для каждого штамма и определяли оптическую плотность каждого образца. Бактериальную суспензию разбавляли PBS, чтобы получить 5 × 10 8 клеток / мл. Затем к бактериальной суспензии добавляли универсальную человеческую сыворотку AB (Sigma-Aldrich) для достижения конечной концентрации в образце 10%. Образцы инкубировали при 37 ° C в течение 25 мин.Затем бактерии промывали PBS (1300 × g, 4 ° C, = 10 мин). Осадок суспендировали в PBS.

2.5. Выделение фагоцитов из образцов периферической крови

PBMC и PMN были выделены в градиенте плотности (двойной градиент Histopaque 1119 и Histopaque 1077 (Sigma-Aldrich)) центрифугированием (700 g, 30 мин, 20 ° C) [19] . Затем собирали богатый PMN слой Histopaque 1119 и богатый мононуклеарными клетками слой Histopaque 1077, и клетки промывали (5 мин, 870 × g, 4 ° C) в PBS.Процент моноцитов в суспензии мононуклеарных клеток, приготовленной для эксперимента, определяли под флуоресцентным микроскопом с использованием Simultest Leucogate (Becton Dickinson), содержащего меченное флуоресцеином анти-CD45-антитело и анти-CD14-антитело, меченное фикоэритрином. Затем выделенные фракции фагоцитов разводили до необходимой плотности: 1 × 10 6 клеток / мл. Оценивали жизнеспособность клеток.

2.6. Исследование влияния EPT на IKB фагоцитами

IKB посредством PBMC и PMN, выделенных из периферической крови, оценивали в соответствии с методом, описанным Buisman et al.(1991) и Leijh et al. (1982) [18, 20], используя в каждом случае патогенный бактериальный штамм, выделенный от пациента, и стандартный непатогенный штамм E. coli B. IKB рассчитывали как процент убитых фагоцитированных бактерий. Бактерицидную активность фагоцитов периферической крови тестировали до, во время и / или после EPT. Использовали

PBMC и PMN с плотностью 1 × 10 6 клеток / мл и опсонизированные бактерии с плотностью 5 × 10 8 клеток / мл.В процессе IKB начальный фагоцитоз проводили в течение 3 мин (в суспензию фагоцитов добавляли бактерии, опсонизированные 10% сывороткой, а затем фагоцитировали). Внеклеточные бактерии удаляли промыванием (200 г, 4 ° C, = 5 мин). Клетки суспендировали в холодном PBS. Фагоциты, содержащие бактерии, инкубировали в течение 60 мин при 37 ° C (PMN) и 90 мин (PBMC) в присутствии 10% сыворотки. Процесс IKB был остановлен добавлением холодного PBS. Затем фагоциты, содержащие фагоцитированные бактерии, центрифугировали (200 g, 4 ° C, = 5 мин), и осадок лизировали раствором 0.01% альбумин (Sigma-Aldrich) добавляли через 3, 60 и 90 минут. Полученные образцы разбавляли PBS, разведения высевали на чашки с агаром, которые инкубировали в течение 18 ч при 37 ° C, и подсчитывали полученные колонии. IKB по фагоцитам (процент убитых фагоцитированных бактерий) рассчитывали по формуле IKB =, где означает количество всех первоначально фагоцитированных бактерий и означает количество фагоцитированных бактерий, не убитых после 60-минутной инкубации с PMN или после 90-минутной инкубации. с PBMC.Было сделано четыре повтора анализа IKB на образец крови.

2.7. Влияние препаратов бактериофагов на количество лейкоцитов периферической крови пациентов и уровень воспалительных маркеров в крови пациентов, получавших препараты фага

Мазки крови пациентов были получены с гепаринизированными образцами свежей венозной крови, взятыми у пациентов, получавших ЭПТ в течение 1–3 часа сбора. Каплю крови наносили на центральную линию конца предметного стекла и смазывали предметным стеклом с полированными краями под углом 30–45 °.Ручной мазок периферической крови был выполнен и окрашен с использованием метода Паппенгейма (окрашивание по Маю-Грюнвальду-Гимзе (MGG): краситель Мая-Грюнвальда в течение 3-5 минут, а затем краситель Гимза в течение 13-15 минут). Осушенные окрашенные мазки просматривали под световым микроскопом (100-кратное увеличение). Оценивали процентный состав лейкоцитов периферической крови. Оценивали процент лейкоцитов.

Воспалительные маркеры также оценивались на каждом этапе EPT.

2.8. Статистический анализ

Для оценки различий между независимыми группами (не связанными друг с другом) использовался критерий Манна-Уитни.В случае зависимых групп использовался тест пар Уилкоксона. Для сравнения более двух групп использовался тест ANOVA Краскела-Уоллиса. Во всех тестах статистически значимый уровень составил α <0,05. Результаты были представлены как среднее значение IKB ± SD.

3. Результаты

В нашем исследовании были проверены фагоциты, выделенные из периферической крови, PMN и PBMC (содержащие моноциты) каждого пациента, и способность этих клеток внутриклеточно убивать патогенный бактериальный штамм (устойчивый к антибиотикам штамм, выделенный из больной, ставший причиной заражения) и непатогенный ( E.coli B) (Таблица 1). Схема анализа влияния фаговой терапии на способность фагоцитов (PMN и PBMC), выделенных из крови пациентов, убивать бактерии внутриклеточно, представлена ​​на рисунке 1.

coli
901 901 aeruginosa

aureus 8,5

Бактерии Тестируемая группа пациентов Средняя ИКБ по ПМЯ ± [%] Средняя ИКБ по МПК ± [%]

E.coli B Контроль 39 87,0 ± 8,1 39 86,8 ± 8,8
До терапии 51 69,0 ± 13,0 51 69,2 ± 1014 44 71,0 ± 10,2 44 71,4 ± 10,6
После терапии 33 71,0 ± 12,9 33 76,0 ± 12,4
Контроль 23 85,8 ± 7,5 23 85,7 ± 7,7
До терапии 7 72,6 ± 8,1 7 71,0 ± 128,2 71,0 ± 12,2 71,0 ± 12,2 6 75,4 ± 9,1 6 75,9 ± 12,7
После терапии 5 75,8 ± 15,3 5 72,5 ± 17,3
E.faecalis Контроль 25 88,0 ± 7,8 25 84,4 ± 7,2
До терапии 7 73,0 ± 11,5 7 7 8,5 7 65,0 ± 16,5 7 66,8 ± 15,3
После лечения 4 72,0 ± 5,6 4 75,9 ± 8,6
Контроль 25 88,0 ± 6,5 25 87,9 ± 7,5
До лечения 11 71,5 ± 11,4 11 907 90,8 ± 13,7 10 72,4 ± 6,3 10 73,1 ± 8,7
После терапии 7 69,5 ± 7,7 7 70,6 ± 6,1
Контроль 25 88,0 ± 6,7 25 88,3 ± 7,4
До лечения 23 74,0 ± 8,6 23
18 70,10 ± 10,2 18 71,7 ± 11,4
После терапии 14 70,80 ± 11,6
.

Смотрите также