核心提示:临床实践表明包括大肠杆菌在内的肠道细菌从胃肠道的易位是导致血液感染的常见原因。死亡率与由大肠杆菌等肠道细菌引起的血液感染有关占15-20%。
近日丹麦SNIPR Biome公司牵头在《Nature Biotechnology》期刊上发表了题为Engineered phage with antibacterial CRISPR-Cas selectively reduce E. coli burden in mice的研究论文。
临床实践表明包括大肠杆菌在内的肠道细菌从胃肠道的易位是导致血液感染的常见原因。死亡率与由大肠杆菌等肠道细菌引起的血液感染有关占15-20%。为了减少感染的机会,对于那些面临血液中性粒细胞数量较低风险的人,可以在治疗前使用抗生素。然而,目前在大多数血液癌患者中分离出的大肠杆菌对氟喹诺酮类药物有耐药性,亟需一些措施预防或治疗含有耐药性大肠杆菌的患者。
为了解决血液系统恶性肿瘤患者对新预防药物的未满足的医疗需求,本研究开发了SNIPR001,这是一款包含四种CRISPR-cas武装噬菌体(CAPs)的组合,专门针对不同的大肠杆菌菌株。设计SNIPR001的研究过程包括几个步骤(图1)。简而言之,一个WT噬菌体文库(N = 162)在代表目标细菌大肠杆菌上进行了体外测试。选择覆盖最广泛、最互补的靶菌株的WT噬菌体进行噬菌体工程研究。进一步地将选择的WT噬菌体进行尾纤维工程和CRISPR-Cas武装,创建一个CAPs库。对CAPs文库进行了可制造性、体外稳定性、疗效谱、体内药代动力学和疗效的评估。
图1:对SNIPR001创建过程的概述。首先,对一组WT噬菌体进行筛选的大肠杆菌菌株。然后,对大肠杆菌具有广泛活性的噬菌体进行尾纤维工程和/或装备含有大肠杆菌特定序列的CRISPR-Cas系统,产生CAPs。然后对这些CAPs进行宿主范围、体内疗效和CMC规格的测试。SNIPR001由4个互补的CAPs组成,是一种新的精确抗生素,可选择性地靶向大肠杆菌,以预防有中性粒细胞减少风险的血液癌患者的菌血症。
图2:SNIPR001在临床大肠杆菌菌株上的体外验证
图3:SNIPR001在小鼠和迷你猪中的体内评价
本研究中,使用SNIPR001的体外研究显示出对大肠杆菌的特异性,对任何被测试的非大肠杆菌没有脱靶效应,因此对非目标微生物群的有害影响较小。因此,在美国目前正在进行一项临床研究,以评估SNIPR001的安全性及其在不扰乱整体肠道微生物群的情况下减少肠道中大肠杆菌的能力(ClinicalTrials.gov ID NCT05277350)。
Gencay YE, Jasinskytė D, Robert C, Semsey S, Martínez V, Petersen AØ, Brunner K, de Santiago Torio A, Salazar A, Turcu IC, Eriksen MK, Koval L, Takos A, Pascal R, Schou TS, Bayer L, Bryde T, Johansen KC, Bak EG, Smrekar F, Doyle TB, Satlin MJ, Gram A, Carvalho J, Jessen L, Hallström B, Hink J, Damholt B, Troy A, Grove M, Clube J, Grøndahl C, Haaber JK, van der Helm E, Zdravkovic M, Sommer MOA. Engineered phage with antibacterial CRISPR-Cas selectively reduce E. coli burden in mice. Nat Biotechnol. 2023 May 4. doi: 10.1038/s41587-023-01759-y. Epub ahead of print. PMID: 37142704.