噬菌体在胃肠道疾病治疗中的潜力
原创 发布时间:2022-12-01 浏览次数: 1160 来源: 陈博

核心提示:控制肠道菌群的策略包括粪便菌群移植,使用益生元和益生菌,以及调整饮食和营养摄入。在过去的十年中,噬菌体也被用于精确编辑肠道菌群。


  控制肠道菌群的策略包括粪便菌群移植,使用益生元和益生菌,以及调整饮食和营养摄入。在过去的十年中,噬菌体也被用于精确编辑肠道菌群(表1)。2017年,一种靶向大肠杆菌的噬菌体混合物PreforPro获得了美国专利。两项安慰剂对照试验已确定PreforPro通过改变肠道细菌组成来改善肠道健康的安全性和有效性。一项试验评估了噬菌体鸡尾酒的单独作用,而另一项试验测试了PreforPro对益生菌双歧杆菌亚种的加性作用。

  表1 基于噬菌体的胃肠道疾病肠道菌群调节策略的研究


  在过去的20年里,黏附侵袭性大肠杆菌与炎症性肠病的发病机制有关。针对这种大肠杆菌的噬菌体已被提出作为一种治疗方案。用黏附侵袭性大肠杆菌定植的常规小鼠饮用含有2%葡聚糖硫酸钠(DSS)的水,以诱导轻度结肠炎症状。1周后,给小鼠灌胃噬菌体鸡尾酒,然后再给小鼠饮用含2% DSS的水2周。结果发现,接受噬菌体处理对DSS诱导的结肠炎有保护作用,并减少了大肠杆菌的定植。

  研究人员已经表明,与酒精使用障碍患者和无酒精使用障碍的个体相比,酒精性肝炎患者粪便中粪肠球菌(一种低丰度的人类肠道菌群共生成员)的水平显著升高。在酒精性肝炎患者中,产生细胞溶解素(一种细菌外毒素)的粪肠杆菌菌株的存在与较差的临床结果和死亡率相关。口服溶菌素阳性粪肠杆菌可加重常规小鼠乙醇诱导的肝脏疾病。为了将这些发现扩展到人类,我们用细胞溶解素阳性和细胞溶解素阴性的酒精性肝炎患者的粪便样本定殖了人源化小鼠。用靶向溶菌素阳性粪肠杆菌的噬菌体灌胃小鼠可减少乙醇诱导的肝脏疾病,而用靶向溶菌素阴性粪肠杆菌的噬菌体灌胃小鼠则未显示出任何有益效果。除了对乙醇诱导的肝脏疾病的潜在治疗意义外,该研究提供了一种精确编辑肠道微生物区系的方法。但是这需要更大规模的研究来验证这些结果,并且有必要进行临床试验来测试对酒精性肝炎患者的治疗效果。

  然而,需要注意的是,为了达到“精确度”,有必要对这些研究中决定噬菌体特异性的因素有一定的了解。对于不同的大肠杆菌菌株,T4噬菌体使用不同的受体。此外,一些噬菌体基因组编码尾部纤维基因阵列,这些基因可以通过高频重组过程切换。令人惊讶的是,一些博德特拉基因编码了一种容易出错的逆转录酶,这种逆转录酶会导致尾纤维受体结合区域的极度突变。因此,识别噬菌体受体以精确靶向宿主细菌是非常重要的。

  参考文献

  1. Duan, Yi et al. “Bacteriophages and their potential for treatment of gastrointestinal diseases.” Nature reviews. Gastroenterology & hepatology vol. 19,2 (2022): 135-144. doi:10.1038/s41575-021-00536-z

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