用噬菌体对抗耐药细菌

近年来，长时间过度使用抗生素导致多重耐药(MDR)细菌的出现。这对公共卫生构成重大威胁，超过1万人死于耐多药细菌。此外，新抗生素的研发进展放慢;大多数“新”抗生素是对现有药物的修改，只有少数新的化学配方被生产出来。

然而，被称为噬菌体的微小生物体的形式存在希望。这些病毒特异性地感染细菌，因此，代表对抗MDR细菌的可行替代方案，噬菌体疗法还可以帮助避免副作用，如生态失调(抗生素干扰我们自己身体的“好细菌”)，并且是生态友好的。然而，它们的物种特异性是一把双刃剑，可能会对噬菌体的临床应用构成潜在的障碍，再加上它们的低生物利用度和感染性丧失的风险。

但噬菌体疗法是一项正在进行的工作，为了克服这些障碍，正在探索替代组合。纳米技术现已成为噬菌体疗法的可行辅助手段，一篇综述于 4 年 2023 月 <> 日在线发表在《生物设计研究》杂志上，旨在收集有关生物传感器和抗生素疗法的研究，该疗法利用纳米颗粒 (NP) 和噬菌体来检测和杀死或灭活细菌。

本文的通讯作者，西班牙综合系统生物学研究所的Pilar Domingo-Calap博士指出：“金和/或银NPs可以与细菌和噬菌体结合，促进前者的检测和细菌感染的诊断。这些NP可以通过比色法、光谱法或电化学方法进行检测。这些NPs也可以附着在识别元件上，如适配体，抗体，酶和DNA片段，这有助于更有效地识别和结合细菌和噬菌体。

到目前为止，这些已成功用于检测大肠杆菌、铜绿假单胞菌、霍乱弧菌和野性黄单胞菌等细菌。更重要的是，采用这些NP的方法易于操作和存储，快速且便携，突出了它们的诊断潜力。

NPs还可以与噬菌体同步工作以杀死细菌，通过光热疗法(PTT)，涉及热量的释放，或光动力疗法，涉及热量或活性氧的释放。虽然细菌生物膜的形成通过降低NP的渗透能力来阻止这一过程，但正在使用酶来破坏这些结构，DNase显示出希望。

这种酶与金NPs的组合已显示出通过PTT / PDT破坏生物膜和杀死细菌菌株(如金黄色葡萄球菌，表皮葡萄球菌，大肠杆菌和铜绿假单胞菌)的成功。几种噬菌体-NP组合也在测试中，M13噬菌体-金纳米棒(“Phanorod”)配方显示出前景。然而，需要进一步的体内研究，以确保这些制剂没有免疫学副作用。

Domingo-Calap博士还讨论了另一种改善噬菌体疗法的途径。“噬菌体的包封可以减少噬菌体的消除，确保其控制释放，从而确保稳定的抗感染治疗供应。

噬菌体可以封装在聚合物中，聚合物是具有大表面积体积比的大分子结构，使其能够有效地加载和递送。然而，这些聚合物也可能降低治疗的有效性。但是，它们可以合成生成，从而可以更好地控制其属性。聚合物封装的噬菌体已被证明对患有囊性纤维化的受试者由铜绿假单胞菌引起的肺部感染非常有效。

这项技术对噬菌体疫苗的最终开发也具有深远的影响。然而，作者重申了在这些聚合物合成过程中选择合适的溶剂的重要性，因为已知有机溶剂会使噬菌体颗粒失活，从而降低治疗的有效性。

人们对用于包裹和递送噬菌体的基于脂质的结构也越来越感兴趣。脂质体是封闭在水腔中的双层磷脂，可以通过多种技术合成。它们的小尺寸允许粘附在富含粘液的表面，以及吞噬细胞的摄取，使它们能够到达细胞内病原体，如结核分枝杆菌、李斯特菌属、沙门氏菌属和葡萄球菌属。

由胆固醇或聚乙二醇(PEG)组成的脂质体已被证明在噬菌体介导的胃肠道感染治疗中有效，促进对不同组织的有效扩散和生物利用度，以及保护噬菌体颗粒免受宿主免疫系统的侵害。然而，他们强调的一个重要限制是脂质体的小尺寸，这限制了可以封装的噬菌体的类型，具体取决于其大小。

Domingo-Calap博士总结道：“基于噬菌体的纳米技术可以成为克服抗菌素耐药性的非常有前途和有效的替代方案。它可用于细菌性疾病的预防、诊断和治疗。尽管还有很长的路要走，特别是在监管层面，但基于噬菌体的纳米技术是人们关注的焦点，该领域的未来研究将改善新抗菌产品的开发。