Nature开创性新成果:首次利用噬菌体疗法治疗酒精性肝病
研究團(tuán)隊(duì)表明,噬菌體可以特異性靶向溶細(xì)胞性大腸桿菌,提供了一種精確編輯腸道微生物組的方法,并為重度酒精性肝炎患者提供了新的治療方法。
噬菌體(phages)是專門破壞細(xì)菌的病毒。在 20 世紀(jì)初期,研究人員嘗試使用噬菌體作為治療細(xì)菌感染的潛在方法。但是隨后出現(xiàn)了抗生素,噬菌體就“失寵”了。然而,隨著抗生素耐藥性感染的增加,研究人員對(duì)噬菌體治療重新產(chǎn)生了興趣。在有限的情況下,用盡所有其他替代方法后,具有實(shí)驗(yàn)性噬菌體療法已成功地治療了威脅生命的耐多藥細(xì)菌感染的患者。
近期,來自加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院,倫敦國王學(xué)院等處的研究人員第一次成功利用噬菌體療法治療酒精性肝病,這是一種不屬于經(jīng)典細(xì)菌感染的疾病。
這一開創(chuàng)性的新發(fā)現(xiàn)公布在 11 月 13 日 Nature 雜志上。
文章作者,醫(yī)學(xué)博士 Bernd Schnabl 說:“我們不僅將特定的細(xì)菌毒素與酒精性肝病患者惡化的臨床結(jié)果聯(lián)系起來,而且還找到了一種通過精確編輯腸道菌群和噬菌體,打破這種聯(lián)系的方法。”
倫敦國王學(xué)院的肝病學(xué)和慢性肝衰竭教授 Debbie Shawcross 教授說:“慢性肝病是全球過早死亡和喪失工作壽命的第三大原因,僅次于心臟病和自殺。大多數(shù)人在年輕時(shí)就死于酒精相關(guān)的肝病,其中 90% 的人不到 70 歲,而 40 多歲的人占十分之一以上。”
“這項(xiàng)開創(chuàng)性的研究已經(jīng)評(píng)估了噬菌體療法對(duì)改變酒精相關(guān)疾病中腸道微生物組的潛在作用。研究團(tuán)隊(duì)表明,噬菌體可以特異性靶向溶細(xì)胞性大腸桿菌,提供了一種精確編輯腸道微生物組的方法,并為重度酒精性肝炎患者提供了新的治療方法。”
研究重點(diǎn)
1. 研究人員首次在小鼠中使用噬菌體,治療不被認(rèn)為是典型細(xì)菌感染的疾病:酒精性肝病。
2. 這項(xiàng)成果意義重大,因?yàn)槟壳熬凭愿尾『苌儆杏行У闹委煼椒?,唯一的治療方法就是早期肝移植?/p>
3. 研究人員發(fā)現(xiàn),患有嚴(yán)重酒精性肝炎的患者具有大量的破壞性腸道細(xì)菌。他們利用精確的噬菌體混合物來靶向并殺死細(xì)菌,根除這種疾病。
重度酒精性肝炎
高達(dá) 75% 的重度酒精性肝炎(最嚴(yán)重的酒精相關(guān)肝?。┰谠\斷后 90 天內(nèi)就會(huì)死亡。這種疾病最常用的方法是皮質(zhì)類固醇治療,但效果不佳。早期肝移植是唯一的治療方法,但僅在部分醫(yī)療中心能提供給少數(shù)患者。實(shí)際上,根據(jù)美國肝臟基金會(huì)的統(tǒng)計(jì),在美國,出于各種原因,每年只有大約8,000 例肝臟移植手術(shù),等待名單的人數(shù)約為 14,000 人。
酒精本身可以直接損害肝細(xì)胞。但是 Schnabl 和他的研究小組以前發(fā)現(xiàn)酒精對(duì)肝臟也有第二個(gè)破壞原因:它減少了天然腸道抗生素,使小鼠肝臟更容易細(xì)菌滋生,加劇了酒精引起的肝病。
溶細(xì)胞素
在最新研究中,Schnabl 等人解決了兩個(gè)主要問題:腸道細(xì)菌如何導(dǎo)致肝損傷?噬菌體可用于減少細(xì)菌,從而減輕酒精性肝病嗎?
研究人員發(fā)現(xiàn),肝細(xì)胞會(huì)受到溶細(xì)胞素的傷害,溶細(xì)胞素是糞腸球菌(Enterococcus faecalis)分泌的一種毒素,這種細(xì)菌通常在健康的人體腸道中很少見。他們還發(fā)現(xiàn),患有酒精性肝炎的人比健康人腸道中的溶細(xì)胞素含量更高,而且糞腸球菌越多,其肝臟疾病就越嚴(yán)重。
對(duì)于酒精性肝病患者來說,其糞便細(xì)菌中超過百分之五是腸球菌,而在健康人中幾乎沒有。大約 80% 的酒精性肝炎患者的糞便中存在糞腸球菌,而 30% 的溶細(xì)胞素呈陽性。
此外,研究人員發(fā)現(xiàn)酒精性肝炎的細(xì)胞溶細(xì)胞素陽性患者中有近 90% 在入院 180 天內(nèi)死亡,而細(xì)胞溶細(xì)胞素陰性患者中只有約4%。
Schnabl 說:“基于這一發(fā)現(xiàn),我們認(rèn)為在酒精性肝炎患者的糞便中檢測(cè)到溶細(xì)胞素基因可能是肝臟疾病嚴(yán)重程度和死亡風(fēng)險(xiǎn)的很好的生物標(biāo)志物。未來有一天,我們也許能夠根據(jù)他們的溶細(xì)胞素狀態(tài)選擇適合其治療的患者。”
接下來,研究小組將患有酒精性肝炎的溶細(xì)胞素陽性和溶細(xì)胞素陰性的人糞便轉(zhuǎn)移到了小鼠身上。具有溶細(xì)胞素陽性的人源化腸道微生物組的小鼠發(fā)展成為更嚴(yán)重的酒精誘導(dǎo)的肝病,并且存活率低于沒有溶細(xì)胞素的小鼠。
噬菌體治療
為了研究噬菌體治療的潛力,研究人員分離得到了四種不同的噬菌體,這些噬菌體專門針對(duì)產(chǎn)生溶細(xì)胞素的糞腸球菌。當(dāng)他們用靶向噬菌體對(duì)小鼠進(jìn)行治療時(shí),細(xì)菌被根除,酒精引起的肝病也被消除。靶向其他細(xì)菌或非細(xì)胞溶解性糞腸球菌的對(duì)照噬菌體沒有作用。
“這種噬菌體療法迄今僅在小鼠中進(jìn)行了試驗(yàn),下一步將需要進(jìn)行臨床試驗(yàn),檢驗(yàn)這種方法的安全性,驗(yàn)證我們?cè)诰凭愿窝谆颊咧械陌l(fā)現(xiàn),” Schnabl 說。
加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院在過去幾年中走在噬菌體療法發(fā)展的最前沿。2016 年 3 月,加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院精神病學(xué)教授 Tom Patterson 成為美國第一位成功通過靜脈內(nèi)噬菌體療法,治療多藥耐藥細(xì)菌感染的著名學(xué)者,并獲得了美國食品和藥物管理局 FDA 的緊急批準(zhǔn)。
自那時(shí)以來,加州大學(xué)的 7 名患者已接受噬菌體治療。在所有情況下,噬菌體治療均被視為實(shí)驗(yàn)性操作,需要 FDA 緊急批準(zhǔn)。為了進(jìn)一步推進(jìn)這項(xiàng)工作,加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院于 2018 年 6 月成立了北美首個(gè)此類噬菌體應(yīng)用和治療創(chuàng)新中心(IPATH)。
總結(jié)
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