Применение бактериофагов в клинической практике: эпоха Возрождения

Вы задумывались, почему бактерии еще не захватили власть над природой и почему их количество в окружающей среде всегда приблизительно одинаковое? Что мешает им размножаться в водоемах и почве? Что защищает планету от избытка бактерий?

Ответы на эти вопросы получили еще в прошлом веке, когда наткнулись на род вирусов, которые заражают не человека или животных, а бактерии. Увидев под микроскопом, как под действием этих вирусов среда очищается от бактерий, французский ученый Феликс Д’Эрелль назвал эти микроорганизмы бактериофагами или «пожирателями бактерий».

© Science Photo Library

Бактериофаги были открыты на 20 лет раньше пенициллина, но, когда появился первый антибиотик, успешно убивающий сразу многие бактерии, о бактериофагах забыли, а исследование приостановили. С началом 21 века человечество встало перед серьезной проблемой – бактерии, вызывающие болезни, приобрели устойчивость к антибиотикам. И доктора, в поисках нового антибактериального средства, вспомнили о хорошо забытых бактериофагах – натуральных киллерах бактерий.

От Ганга до лаборатории

На след бактериофагов ученые вышли еще в 19 веке. В 1896 году английский бактериолог Эрнест Ханкин поехал в Индию, чтобы исследовать свойства воды в реке Ганг. Эта река у индусов священна. Местные жители верят в целебные свойства ее вод. Но там, как известно, царила полная антисанитария. Люди купались в реке, сбрасывали в нее трупы больных холерой, но, тем не менее, эпидемии кишечной инфекции не возникало. Что-то препятствовало размножению возбудителя холеры. Ханкин предположил, что вода индийских рек содержит неизвестную субстанцию, которая оказывает антибактериальный эффект и препятствует распространению бактерий. Этим, тогда еще неопознанным, лечащим объектом были именно бактериофаги! Оказалось, что, благодаря им, возбудитель холеры в реке Ганг гибнет за три часа, в то время как в обычном водоеме разрушение занимает почти двое суток.

Фаги широко распространены в природе и обитают не только в водоемах, но и в почве, в организме человека и животных. Словом, там, где есть бактерии, есть и их вирусы-пожиратели. В чистой природной воде на каждую бактерию приходится как минимум 10 фагов. Пока бактерий в среде мало, шансы на то, что фаг найдет «свою» бактерию, небольшие. Но когда обстоятельства позволяют возбудителям инфекции размножаться, рядом с бактериофагом появляется скопление бактерий, и «киллер и жертва» встречаются.

Механизм действия бактериофагов

Вирус проникает в клетку патогенной бактерии, внедряется в ее геном и начинает размножаться. После накопления внутри бактериальной клетки определенного количества новых вирусных частиц (вирионов) клетка разрушается, вирусы выходят наружу и заражают новые бактериальные клетки.

Жизненный цикл бактериофага

1. Фаг приближается к бактерии, и хвостовые нити связываются с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки.
2. Хвостовые нити изгибаются и «заякоривают» шипы и базальную пластинку на поверхности клетки; хвостовой чехол сокращается, заставляя полый стержень входить в клетку; этому способствует фермент лизоцим, который находится в базальной пластинке; таким образом, нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) вводится внутрь клетки.
3. Нуклеиновая кислота фага кодирует синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат хозяина.
4. Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага подчиняет себе клеточный аппарат.
5. Нуклеиновая кислота фага реплицируется и кодирует синтез новых белков оболочки.
6. Новые частицы фага, образовавшиеся в результате спонтаной самосборки белковой оболочки вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.
7. Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200-1000 новых фагов; фаги инфицируют другие бактерии.
8. Стадии 1-7 по времени занимают около 30 минут; этот период называется латентным периодом.

Бактериофаги как лекарство

«Враг моего врага – мой друг». Этой фразой можно описать принцип фаготерапии. Большинство ученых сходятся во мнении, что именно бактериофагам принадлежит будущее в борьбе с инфекциями. Их активное использование может помочь преодолеть устойчивость к антибиотикам, очистить организм и окружающую среду от многих возбудителей.

Даже если человечество в какой-то момент останется без эффективных антибиотиков, мы все еще сможем бороться с возбудителями с помощью натуральных «пожирателей бактерий». Главная особенность бактериофагов в том, что они атакуют только бактерии, не действуя на человеческие клетки.

Как действует бактериофаг?

Фаги используют бактериальную клетку для создания своего потомства, полностью порабощают бактерию, заставляя ее внутренние органы создавать частицы бактериофага. Такое взаимодействие называют абсолютным внутриклеточным паразитизмом.

Почти 96% бактериофагов внешне выглядят как сперматозоиды. У типичного «пожирателя бактерии» есть головка и хвост. Хвост состоит из основного стержня и жгутиков, напоминающих паучьи ножки. В головке содержится генетическая информация бактериофага и ферменты, а хвост предназначен для прикрепления к поверхности бактерий. Кроме классических «хвостатых» бактериофагов, есть и частицы, которые состоят только из головки без отростка или имеют форму палочки или нити, но без головки.

© ktsimage / Getty Images

Среди бактериофагов есть два вида – вирулентные и умеренные. Первые настроены радикально, они сразу уничтожают бактерию. Вторые заражают целое семейство бактерий, но убивают не всех.

Бактериофаг уничтожает бактерию следующим образом:

• Находит на бактерии нужный белок-мишень или рецептор и «садится» на него своим хвостом.
• С помощью шипов на хвосте он плотно прикрепляется к клеточной стенке.
• Далее вирус выделяет ферменты, растворяющие наружную оболочку бактерии, и высверливает в ее стенке отверстие.
• Через прокол бактериофаг впрыскивает свой геном в бактерию, но оболочка фага остается снаружи бактерии.
• Когда ДНК фага проникает в ядро бактерии, последняя теряет свою индивидуальность и перестает контролировать внутриклеточные процессы.
• Вирус полностью перестраивает обмен веществ внутри клетки и заставляет бактерию синтезировать белки будущих фагов.
• Из белковых молекул собираются новые бактериофаги. Когда их количество становится критичным, бактериальная клетка набухает, а ферменты вируса разрушают ее стенку изнутри. В результате клетка «взрывается», и новое поколение бактериофагов выходит наружу.

Весь цикл длится от нескольких минут до нескольких часов. В среднем бактериофаг воссоздает свое новое поколение за 20 – 40 минут. Это самая высокая скорость размножения, которой обладают живые организмы! За один цикл из одного фага образуется 100 – 300 новых «пожирателей», которые готовы атаковать остальные бактерии в очаге воспаления. Данный цикл бактериофага называют литическим, поскольку инфицированная бактерия подвергается лизису – разрушению.

Но есть еще один вид инфицирования – лизогенный или создающий распад. При нем бактериофаг внедряет свою ДНК в хромосому бактерии, не нарушая функцию клетки. Встроенный в геном бактериофаг еще не собран, а бактерия жива. Незрелая частица вируса, или профаг, после деления бактерии передается по наследству ее потомкам или дочерним клеткам. Из всего потомства профаг может активироваться у нескольких бактерий, не трогая остальных. После активации профаг действует точно так же, как и вирулентный бактериофаг – созревает и разрывает бактериальную клетку. Весь этот цикл называют лизогенным. Он характерен для умеренных, менее агрессивных бактериофагов. В отличие от вирулентных видов, умеренный бактериофаг не уничтожает все бактерии в среде, но подавляет их чрезмерный рост. Таким образом, бактериофаги с умеренной агрессивностью помогают в профилактике болезней, а вирулентные виды – при лечении.

Бактериофаги: виды и назначение

Применение бактериофагов в медицине обширно, чаще всего используются поливалентные виды, которые содержат целый комплекс активных микроорганизмов. Основные формы:

• Колифаги или просто коли – помогают справиться с кожными воспалениями и инфицированием внутренних органов, вызванных энтеропатогенными кишечными палочками.
• Брюшнотифозные бактериофаги – устраняют недуги, вызванные сальмонеллой и возбудителями брюшного тифа.
• Колипротейные или колипротеофаги – применяются в лечении циститов, кольпитов, пиелонефритов, колитов и других заболеваний, вызванных энтеропатогенными бактериями эшерихий и вирусом протея.
• Клебсиеллезные поливалентные бактериофаги — это комплексное средство, уничтожающее клебсиеллы риносклеромы, пневмонии и озена.
• Дизентерийные поливалентные дизфаги – уничтожают шигеллы Флекснера и Зонне при бактериальных дизентериях.
• Протейный протеофаг – борется с протейными видами специфических микроорганизмов, наподобие вульгариса и мирабилиса, которые являются основной причиной появления гнойных воспалений кишечника.
• Стафилофаги – уничтожают действие стафилококковых микробов, активных при любом гнойном воспалении.
• Клебсиеллы пневмонии, клебсифаги – лечат воспалительные недуги пищеварительной, урогенитальной и дыхательной системы, вызванных клебсиеллами пневмонии.
• Стрептофаг – активно борется с воспалительными инфекциями, вызванные стрептококком.
• Синегнойный – применяется в лечении дисбактериоза, и других инфекций, вызванных синегнойной палочкой.

Классификация бактериофагов

На сегодняшний день насчитывается 19 видов активных форм вирусов. Различаются они по форме, своему строению генома и типу нуклеиновой кислоты. Классификация этих препаратов в медицине различается и по скорости их влияния на активность микроорганизмов:

• умеренные – лишь частично поражают и разрушают болезнетворные бактерии, но вызывают в них существенные изменения, которые передаются при дальнейшем их размножении, не допуская прогрессии вируса;
• вирулентными принято называть те, что попадая в организм, действуют стремительно и очень активно и практически моментально разрушая клетки бактерий, приводя их к гибели.

Чем бактериофаги отличаются от антибиотиков?

Антибиотики – это лишь химические соединения, которые в природе выделяют ряд грибов. Бактериофаги являются живыми организмами. По сути, они работают как микроскопические роботы, но запущенные не с помощью нанотехнологий, а самой природой. К бактериофагам чувствительны 70 – 90% штаммов возбудителей различных инфекций. Самые эффективные антибиотики широкого спектра могут подавить 60 – 90% бактерий. То есть по эффективности бактериофаги не уступают антибактериальным препаратам. Но при этом они имеют множество преимуществ.

Преимущества бактериофагов

Первое и самое главное преимущество бактериофагов – отсутствие побочных эффектов. Их прием абсолютно безопасен для человека, но одновременно очень эффективен для борьбы с инфекцией!

© Artem_Egorov / Getty Images

Фаги – самостоятельные борцы против бактериальных инфекций. Состояние иммунной системы человека не влияет на работу фагов. Они действует избирательно только на те бактерии, у которых есть особые «сигнальные» белки на поверхности – рецепторы. При этом на одну бактерию может подействовать только ее «личный» бактериофаг. И этот же фаг не сможет уничтожить другой вид или даже группу бактерий, поэтому, если Вы принимаете бактериофаг, Вам не грозит дисбактериоз кишечника и связанные с ним понос, диарея или грибковая инфекция. Вам не потребуется дополнительный прием противогрибковых средств или пробиотиков, как это бывает при приеме антибиотиков. Таким образом, фаготерапия не только эффективна, безопасна, но еще и позволяет сэкономить на лечении.

Сравним антибактериальное действие бактериофагов и антибиотиков в организме. Когда в очаг воспаления попадает бактериофаг, он размножается и уничтожает все чувствительные к нему бактерии, пока орган не будет очищен полностью. После каждой уничтоженной бактерии в среде образуется несколько сотен бактериофагов, а значит, принимать дополнительно дозу не нужно. Когда все вредные бактерии в зоне уничтожаются, бактериофаг также удаляется из организма, не причиняя ему вреда.

Что же происходит, если мы принимаем антибиотики? Чтобы антибиотик подействовал, его должно быть много. Поэтому врачи назначают таблетки несколько раз в день. Так концентрация препарата во всех тканях организма постепенно возрастает и доходит до терапевтической, то есть дающей лечебный эффект, спустя трое суток. Но врачи продолжают прием антибиотиков до 7 — 10 дней, иначе недобитые бактерии приобретут к нему устойчивость. За это время из-за высокой дозы препарата у больного проявляется ряд побочных эффектов, поскольку антибиотик – это яд не только для бактерий, но и для организма.

Почему бактерии устойчивы к антибиотикам, но не могут устоять перед фагами?

Вторым главным преимуществом бактериофагов является то, что они эффективны, даже когда антибиотики бессильны. Бактерии, вызывающие у нас инфекцию, постепенно находят способы противостоять препаратам. Они эволюционируют, начинают вырабатывать ферменты, которые разрушают антибиотик, и эта способность передается всему поколению выжившей бактерии. Раньше устойчивость к антибиотикам возникала в течение 20 – 30 лет. За это время ученые успевали создавать новое поколение лекарств, и врачи успешно лечили все виды инфекций. Но сейчас всего за 2 – 3 года возбудители становятся невосприимчивы к антибиотикам, причем устоять перед лекарством способны даже те микробы, которые появляются в стерильных условиях больницы.

Чтобы бактерия приобрела устойчивость к фагу, она должна мутировать, поменять свой «белковый код» и строение рецептора на клеточной стенке, к которому фиксируется ее вирус-пожиратель. Но фаги тоже способны к эволюции, поэтому для любой новой группы ли штамма возбудителей обязательно образуется свой «пожиратель».

© Marcin Klapczynski / Getty Images

Эта гонка за выживание происходит постоянно. Пока существуют бактерии, будут существовать и их убийцы-фаги. Поэтому, когда одна культура бактериофагов становится неэффективна, нужно просто выделить новую группу, чтобы вылечить инфекцию. А сделать это можно не за несколько лет и даже не месяцев. Новый бактериофаг получают за 2 – 3 дня или несколько недель.

Все, что нужно для получения новых фагов – выделить их из той же среды, где обитает возбудитель инфекции, например, из каловых масс, почвы, сточных вод и даже из горячих источников или глубин океана. Производство препарата очень простое и экологически чистое. Чтобы отделить вирус от среды, образец пропускают через фильтр, который задерживает бактерии, но пропускает мелкие частицы бактериофагов.

Есть ли недостатки у бактериофагов?

Несмотря на явные преимущества, бактериофаги уступают антибиотикам по нескольким параметрам. Поскольку фаги действуют, как «снайперы», нацеливаясь на конкретных бактерий, врач должен точно знать возбудителя инфекции. Высокая избирательность бактериофагов не позволяет использовать их, если инфекция вызвана сразу несколькими патогенными микробами. В таких случаях назначают антибиотики широкого спектра, действующие на целый ряд бактерий. Но и эта проблема разрешима. Чтобы фагопрепарат мог уничтожить все вредные бактерии в организме, создают «коктейли» из нескольких видов бактериофагов.

Применение бактериофагов в клинической практике: эпоха Возрождения

Для цитирования. Костюкевич О.И. Применение бактериофагов в клинической практике: эпоха Возрождения // РМЖ. 2020. № 21. С. 1258–1262.

Предпосылки к применению бактериофагов На сегодняшний день бактериальные инфекции представляют собой крайне актуальную проблему здравоохранения. И причинами этого являются не только возрастающая антибиотикорезистентность, но и крайне негативные последствия для здоровья нерациональной антибиотикотерапии.

Антибиотикорезистентность За последние годы практически не появилось новых антибактериальных препаратов (АБП), в то время как устойчивость к «старым» АБП неуклонно растет и во многих случаях уже достигла критической отметки. ВОЗ обращает внимание на то, что многие открытия в области медикаментозного лечения, сделанные в XX в., могут потерять свою значимость из-за устойчивости к АБП. В результате этого большинство инфекционных болезней могут просто выйти из-под контроля [1]. Наибольшую опасность представляют госпитальные инфекции, ныне обозначаемые как инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи (ИСМП), распространенность которых уже достигает 5–10% от числа пациентов в стационарах, а смертность занимает десятую строку в ряду причин смертности населения [2]. Вместе с тем лечение данных заболеваний крайне затруднено из-за высокой частоты антибиотикорезистентности (50–99%).

Сложности лечения хронических инфекций традиционными АБП «Хронические инфекции… очень сложно, если вообще возможно, лечить с помощью антибиотиков» [3]. Одной из значимых причин низкой эффективности терапии хронических инфекций является образование ими биопленок, которые препятствуют проникновению антибиотиков. В этой связи возлагаются большие надежды именно на бактериофаги, которые работают в данной ситуации по принципу «троянского коня»: поражая одну бактериальную клетку, проникают вместе с ней под биопленку, и после гибели клетки-носителя в колонию выходит большое количество вновь синтезированных фагов, поражая остальные бактерии [3]. Кроме того, бактериофаги стимулируют активизацию факторов специфического и неспецифического иммунитета [4, 5], что усиливает их эффективность в терапии хронических инфекций.

Побочные эффекты антибиотикотерапии Кроме того, клиницисты в своей практике все чаще сталкиваются с неудовлетворительной переносимостью АБП. Так, частота антибиотико-ассоциированной диареи за последние годы существенно возросла и составляет от 2 до 30% в зависимости от применяемого антибиотика [6]. Все больше пациентов отказываются от приема АБП в связи с развитием побочных эффектов или вследствие боязни (порой вполне обоснованной) кишечных дисбиозов. И все чаще, к сожалению, мы сталкиваемся с нарушением принципов рациональной антибиотикотерапии со стороны самих врачей, что, безусловно, усугубляет ситуацию и с резистентностью к АБП, и с безопасностью антибиотикотерапии. В этой связи ключевыми задачами являются разработка и внедрение в клиническую практику дополнительных средств борьбы с инфекционными заболеваниями, в качестве которых, несомненно, можно рассматривать бактериофаги.

Бактериофаг (бактерии + греч. phagos – пожирающий; синоним: фаг, бактериальный вирус) – вирус, избирательно поражающий бактерии. Бактериофаги широко распространены в природе, каждый грамм почвы, каждый кубический сантиметр воды и воздуха, продукты питания, растения и животные содержат миллионы фаговых частиц (от 10 до 100 млн). Это древнейшие обитатели планеты, являющиеся естественными ограничителями распространения бактерий.

История создания и применения бактериофагов История открытия бактериофагов ведет свое начало с 1896 г., когда британский химик Э. Ханкин, изучая антибактериальное действие вод индийских рек Ганга и Джамны, впервые описал некие агенты, легко проходящие через непроницаемые для бактерий мембранные фильтры и вызывающие гибель микробов. В 1917 г. сотрудник института Пастера в Париже Ф. Д’Эрелль предложил название «бактериофаги» – пожиратели бактерий, он же в дальнейшем определил, что они представляют собой бактериальные вирусы, способные вызывать специфический лизис бактерий [7].

В 1921 г. Д. Мэйсин и Р. Брайонг впервые описали успешный способ лечения стафилококковых инфекций кожи с помощью стафилококкового фага. До середины ХХ в. на Западе бактериофаги широко изучались и эффективно использовались в качестве лечебного средства против ряда заболеваний, включая дизентерию, тиф, паратиф, холеру и гнойно-септические инфекции. Однако с момента открытия А. Флемингом в 1928 г. пенициллина началась новая эра борьбы с инфекционными заболеваниями – эра антибиотиков. И бактериофаги, на тот период оказавшиеся менее эффективными, были преданы забвению в западном мире. В СССР же разработки и исследования препаратов бактериофагов не прекращались и активно поддерживались на самом высоком уровне. В 1930-е гг. был создан Институт исследования бактериофагов в Тбилиси, который в 1951 г. вошел в состав группы институтов вакцин и сывороток. В литературе указывается, что в СССР в 1930–1940 гг. фаготерапия активно использовалась для лечения широкого спектра бактериальных инфекций в области дерматологии (Беридзе, 1938), офтальмологии (Родигина, 1938), урологии (Цулукидзе, 1938), стоматологии (Ручко и Третьяк, 1936), педиатрии (Александрова, 1935; Лурье, 1938), отоларингологии (Ермолиева, 1939) и хирургии (Цулукидзе, 1940, 1941). Эти статьи были опубликованы на русском языке и не были доступны западным ученым. Тем не менее прошлый опыт указывает на высокую эффективность фаготерапии и профилактики.

С гордостью можно признать, что Россия всегда занимала лидирующие позиции в области производства и применения лечебно-профилактических бактериофагов. Производство не прекращалось и в эпоху «всемирного охлаждения» к фаготерапии и активно развивалось даже в период Великой Отечественной войны. Так, в НПО «Микроген» бактериофаги производятся с 1940-х гг. В России и на территории некоторых бывших советских республик терапия бактериофагами активно применяется и по сей день. Пенициллин оказался первым лекарством, на примере которого было замечено возникновение устойчивости бактерий к антибиотикам, возрастающей теперь в геометрической прогрессии. Скептицизм на Западе по отношению к фаготерапии сменился повышенным интересом к ней, началась новая волна исследований [8]. Помимо России, имеющей самый богатый опыт применения бактериофагов, изучением возможностей фаготерапии активно занялись исследователи и в других странах [9–12].

Клиническое применение препаратов бактериофагов в настоящее время Фаготерапия с позиций доказательной медицины За последние 10 лет количество публикаций в ведущих мировых медицинских изданиях, затрагивающих вопросы лечебного и профилактического применения бактериофагов, возросло в несколько раз и превысило уже 3000 (в базе данных PubMed). Количество опубликованных в последнее время работ свидетельствует о возрождении интереса к фаготерапии. Недавно завершившиеся клинические исследования предоставляют убедительные доказательства в отношении безопасности и эффективности фаготерапии у животных и человека [13–15]. Двойная терапия с использованием фагов и антибиотиков приводила к значимо лучшим результатам, чем монотерапия антибиотиками [16]. Показано, что бактериофаги могут быть более эффективными, чем традиционные антибиотики для разрушения бактериальных биопленок [17].

Бактериофаги сегодня называют «светлой надеждой в эпоху антибиотикорезистентности». По инициативе ведущей организации по контролю за продуктами и лекарствами США – Food and Drug Administration (FDA) с 2007 г. ведутся активные клинические испытания препаратов бактериофагов [18, 19]. В последние годы FDA одобрила использование фаговых препаратов в качестве пищевых добавок (например, Listex, EcoShield) [20]. Европейские регулирующие органы в настоящее время рассматривают фаги как биологические агенты, требующие проведения дополнительных рандомизированных исследований. Имеющиеся на сегодня данные хотя и обнадеживают, но считаются недостаточными для создания международных клинических рекомендаций по фаготерапии.

Механизм действия бактериофагов Антибактериальный эффект бактериофагов обусловлен внедрением генома фага в бактериальную клетку с последующим его размножением и лизисом инфицированной клетки. Вышедшие во внешнюю среду в результате лизиса бактериофаги повторно инфицируют и лизируют уже другие бактериальные клетки, действуя до полного уничтожения патогенных бактерий в очаге воспаления.

Достоинства фаготерапии Таким образом, на основании накопленных данных можно сформулировать следующие предпосылки к широкому применению препаратов бактериофагов в лечебных и профилактических целях: 1. Эффективность в терапии инфекций, вызванных антибиотикорезистентными бактериями, в т. ч. ИСМП. 2. Возможность применения при аллергических реакциях на АБП. 3. Низкая токсичность, позволяющая считать их самыми безопасными препаратами, что определяет возможность их широкого применения у детей, беременных и кормящих женщин. 4. Высокая специфичность (отсутствие влияния на нормальную микрофлору человека) дает существенное преимущество в лечении любых инфекционных заболеваний у пациентов с различными нарушениями кишечной микрофлоры (в т. ч. с синдромом избыточного бактериального роста (СИБР) и другими дисбиозами), распространенность которых в последние годы значимо возросла. 5. Высокая эффективность в терапии хронических инфекций, особенно ассоциированных с образованием бактериальных биопленок. 6. Возможность применения в виде различных форм: местных аппликаций, жидких и таблетированных; парентеральных.

Ограничения фаготерапии В то же время бактериофаги в настоящее время в реальной практике применяются намного реже, чем можно было бы ожидать, учитывая большой объем позитивной информации. Можно выделить следующие причины, ограничивающие применение бактериофагов: 1. Прежде всего это отсутствие нормативно-правовых документов и недостаточная информированность специалистов [21]. 2. Есть еще некоторые патогенные для человека бактерии (согласно утвержденному перечню биологических агентов [22]), для которых до сих пор не найдены литические фаги, в т. ч. представители 3-го уровня биобезопасности, такие как Rickettsia, Ehrlichia и Coxiella (возбудители эрлихиоза, эпидемического сыпного тифа, лихорадки Скалистых гор). 3. Выработка антифаговых антител. Проблема иммунного взаимодействия организма человека и фагов пока находится на стадии изучения. Наименьшее количество антител к бактериофагам вырабатывается у новорожденных и грудных детей, что определяет наибольшую эффективность фаготерапии именно в этой группе. 4. Довольно редко, но все же встречаются побочные эффекты употребления фагов, которые обычно связаны с массивным распадом бактериальных клеток с выделением эндотоксина. Справедливости ради надо отметить, что подобные эффекты гораздо более значимы при антибиотикотерапии. Нивелировать данные нежелательные явления в большинстве случаев можно при помощи энтеросорбентов.

Принципы рациональной фаготерапии Необходимо отметить, что применение бактериофагов, как и любых АБП, должно основываться на рациональных принципах. 1. Предварительное определение чувствительности бактерий к препарату и литической активности бактериофагов в лаборатории. Все бактериофаги можно разделить на умеренные и вирулентные (или литические). А. Умеренные бактериофаги включают свой генетический материал в хромосомы бактерий и размножаются синхронно с клеткой хозяина, долгое время не вызывая лизиса. Умеренные бактериофаги играют существенную роль в эволюции бактерий, способствуя приобретению возбудителями дополнительных факторов вирулентности и антибиотикорезистентности. В настоящее время доказано, что множество факторов вирулентности у патогенных бактерий закодировано именно с помощью профаговых генов. Б. Вирулентные фаги всегда приводят к разрушению бактерий (литический эффект) и высвобождению зрелых фаговых частиц, поражающих новые бактериальные клетки. В связи с этим бактериофаги, применяемые для лечения инфекционных заболеваний, должны быть исключительно вирулентными, т. е. приводить к гибели бактерий. Литическая активность назначаемых для лечения препаратов бактериофагов обязательно должна быть предварительно проверена в лаборатории. 2. Выбор системы доставки играет ключевую роль в успешной фаготерапии. Последние достижения в области фаготерапии показывают, что местная (адресная) доставка была более успешной для локализованной инфекции, в то время как для системных инфекций рекомендован парентеральный путь введения [23]. При использовании пероральных форм препаратов необходимо учитывать чувствительность фагов к действию соляной кислоты желудка и в этом случае отдавать предпочтение доставке в кислотоустойчивой оболочке.

Препараты бактериофагов и их применение в клинической практике Сегодня существует обширный перечень фаговых препаратов, применяемых в лечении широкого спектра бактериальных инфекций. На территории РФ единственными препаратами, зарегистрированными как лекарственные средства, являются бактериофаги НПО «Микроген». Основные препараты и спектр их антимикробного действия представлены в таблице 1 [24].

Применение бактериофагов при заболеваниях ЖКТ Лечение бактериофагами инфекций ЖКТ обладает существенным преимуществом по сравнению с антибиотиками в отношении влияния на нормальную кишечную микрофлору. Показана эффективность фаготерапии в отношении таких возбудителей инфекций ЖКТ, как энтеропатогенные E. coli [25], S. sonnae, flexneri, Salmonella E, P.vulgaris, mirabilis, S. aureus, P. aeruginosa, Enterococcus и др. В практике гастроэнтеролога можно выделить 2 основные группы пациентов, которым может быть показана терапия бактериофагами: 1) с острыми бактериальными инфекциями (острый гастроэнтерит, гастроэнтероколит); 2) с различными нарушениями нормальной кишечной микрофлоры (СИБР в тонкой кишке, дисбиоз толстой кишки), встречающимися в той или иной степени у большинства пациентов с заболеваниями ЖКТ.

Фаготерапия острых бактериальных диарей Лечение острых бактериальных диарей представляет порой значительные сложности из-за низкой эффективности АБП и развития побочных эффектов. Показано, что вследствие влияния антибиотиков на нормальную кишечную микрофлору угнетается механизм природной колонизационной резистентности. Кроме того, известен прямой механизм иммуносупрессивного действия антибиотиков. Все это может привести к длительной персистенции возбудителя острой кишечной инфекции (ОКИ) на фоне антибиотикотерапии [26, 27]. Так, по данным некоторых исследований, у пациентов, получавших АБП в острую фазу сальмонеллеза, достоверно чаще впоследствии встречалось бактериовыделение сальмонелл в сравнении с лицами, получавшими только патогенетическую терапию [28]. Показания к использованию бактериофагов при ОКИ на сегодняшний день можно сформулировать следующим образом: – в качестве монотерапии – при легких формах ОКИ; – в сочетании с антибактериальной терапией или последовательно – при среднетяжелых и тяжелых формах ОКИ; – при бактериовыделении (у реконвалесцентных или транзиторных бактерионосителей); – в комплексе терапии энтероколитов условно-патогенной и стафилококковой этиологии; – для коррекции нарушений микробиоценоза кишечника [29]. Обязательным условием фаготерапии является посев кала с определением фаговой чувствительности. В случае неверифицированного возбудителя предпочтение следует отдавать комплексным препаратам бактериофагов (интести-бактериофаг), обладающим широким спектром действия в отношении возбудителей основных кишечных инфекций.

Фаготерапия при СИБР Одним из перспективных, но пока малоизученных направлений является коррекция нарушений нормальной кишечной микрофлоры препаратами бактериофагов. Как известно, СИБР четко ассоциирован с применением АБП. В то же время при наличии признаков избыточного роста бактерий в кишке единственно рекомендуемой тактикой сегодня является назначение антибиотиков или кишечных антисептиков. Это, безусловно, вызывает недоумение и пациентов, и порой самих врачей. Получается, мы «лечим осложнения антибиотикотерапии антибиотиками»… И в этом случае фаготерапия может иметь значительные преимущества, прицельно действуя на «вышедшие из-под контроля» условно-патогенные микроорганизмы. Обязательным условием перед началом терапии является посев кала с определением чувствительности к фаговым препаратам. Преимущество следует отдавать комплексным препаратам, воздействующим на патогенную и условно-патогенную кишечную микрофлору (интести-бактериофаг).

Перспективы применения бактериофагов Мы стоим на пороге «Эпохи Возрождения» бактериофаготерапии, которая открывает новые перспективы в лечении антибиотикорезистентной микрофлоры, а также имеет хороший профиль безопасности. В России уже сегодня фаготерапия с успехом применяется при широком спектре заболеваний, и, безусловно, оправдывает себя при различных нарушениях кишечной микрофлоры. Прицельное действие препаратов позволяет сохранить тонкую грань баланса нормофлоры, что крайне важно для наших пациентов.

Фаготерапия — маленькие помощники при серьезных инфекциях

На первый взгляд кажется странным, что вирус может быть использован для лечения! Но сегодня большое количество серьезных, гнойных и опасных для жизни инфекций лечатся фагами – вирусами, атакующими бактерии.

По спектру действия, фаги бывают

:

• моновалентные
  – поражают бактерии определенного типа;
• типовые
  – действуют против штаммов или группы бактерий одного вида;
• поливалентные
  – разрушают бактерии целого рода;
• комбинированные
  – содержат фаги к нескольким возбудителям, действуют против микробных ассоциаций.

Препараты, содержащие фаги, выпускают в виде мазей, таблеток, суспензий, аэрозолей или свечей. Но чаще всего бактериофаги назначают в жидкой форме. Раствором орошают воспаленную полость органа, смазывают им рану, принимают внутрь или вводят внутривенно.

© Pornprasit / Getty Images

При лечении бактериофагами важен один нюанс. Самостоятельно подобрать препарат Вы не сможете, поскольку каждый «коктейль» из бактериофагов чувствителен только к определенным группам бактерий, штаммам, и абсолютно неэффективен, если у Вас выявили другие варианты того же вида. Если врач решит назначить Вам фаготерапию, то сперва у Вас возьмут анализы, чтобы выявить возбудителя и подобрать к нему «пожирателя».

В зависимости от воспаленного органа, Вам потребуется сдать следующие анализы:

• анализ крови;
• анализ мочи;
• копрологическое исследование;
• исследование мокроты;
• мазок с кожи или слизистой оболочки.

Взятый материал осматривают под микроскопом, а затем делают посев на питательную среду. Когда бактериальная колония начинает расти, лаборант уточняет вид возбудителя, и добавляют в среду фаги. Если среда очистилась от возбудителей, значит фаг подобран верно, а лечение будет эффективным.

С помощью бактериофагов лечат инфекции, вызванные следующими бактериями:

• кишечная палочка;
• стафилококк;
• стрептококк;
• синегнойная палочка или псевдомонада;
• клебсиелла;
• протей;
• энтерококки;
• возбудители дизентерии и сальмонеллеза.

Иногда перед врачами даже не стоит выбор между антибиотиком и бактериофагом. В последние годы регистрируются вспышки кишечных инфекций, при которых ни один из антибиотиков не может помочь.

Например, антибактериальная терапия практически бессильна при псевдомембранозном колите – это воспаление толстой кишки, которое вызывается агрессивной бактерией Clostridium difficile, или клостридией. Из-за нее развивается тяжелая, опасная для жизни диарея. До недавнего времени псевдомембранозный колит можно было вылечить только с помощью пробиотиков. Больному фактически пересаживали новую микрофлору в кишечник. Но оказалось, что бактериофаги могут уничтожить клостридии гораздо быстрее и легче. Эффективность лечения была задокументирована Американским Сообществом Микробиологов в 2020 году. Подробнее об этом читайте, перейдя по ссылке в списке источников литературы.

Еще одной всемирной проблемой медицины являются псевдомонады. Самый распространенный вид псевдомонад – синегнойная палочка. Она часто вызывает внутрибольничную инфекцию или воспаление дыхательных путей, легких, среднего уха, мочевыводящих путей. Палочка устойчива не только к антибиотикам, но и к дезинфицирующим средствам, однако ее успешно уничтожают бактериофаги.

© Science Photo Library

Фаготерапия показана при следующих болезнях:

• кишечная инфекция;
• инфекция дыхательных путей;
• пневмония и воспаление плевры;
• гнойная инфекция кожи;
• гнойная хирургическая инфекция;
• инфицирование послеоперационной раны;
• абсцесс легкого;
• паратонзиллярные гнойники;
• поддиафрагмальный гнойник;
• инфекция среднего уха;
• воспаление околоносовых пазух;
• кишечный дисбактериоз;
• перитонит;
• остеомиелит;
• инфекционно-аллергический ринит, фарингит, дерматит и конъюнктивит;
• инфекция желудочно-кишечного тракта;
• холециститы;
• воспаление спинномозговой оболочки;
• любая гнойная инфекция с высоким риском заражения крови;
• мочеполовая инфекция;
• циститы;
• пиелонефриты;
• ожоги и травмы.

Бактериофаги применяют не только у взрослых, но и у новорожденных при воспалительных болезнях и высоком риске заражения крови.

Список препаратов бактериофагов

• Сальмонеллезный для приема внутрь 100мл — 650-800 руб
• Коли бактериофаг 20мл. 4 шт. 400-800 руб, колипротейный для приема внутрь 100мл — 650-800 руб.
• Стрептококковый для приема внутрь, местного и наружного применения 20 мл. 4 шт. — 750-800 руб.
• Клебсиелл поливалентный для приема внутрь 20 мл. 4 шт — 750-800 руб.
• Клебсифаг (клебселл пневмонии) 20мл. 4 шт. 500 руб.
• Дизентерийный поливалентный 80мг. 500 табл. 3400 руб, 20мл. 4 шт -400 руб.
• Протейный бактериофаг 20мл. 4 шт. 500-600 руб.
• Синегнойный бактериофаг/псевдомонас 100мл. и 20мл. 4шт. — 650-700 руб.

Комплексные бактериофаги:

• ИНТЕСТИ комплексный бактериофаг 20мл. 4 шт. и 100мл. для приема внутрь — 800 руб.
• Пиобактериофаг 100 мл. — 800 руб.
• Пиобактериофаг поливалентный очищенный 20мл. 4 шт. — 800 руб.
• Секстафаг Пиобактериофаг поливалентный 20мл. 4 шт. — 750 руб.

Автор:

Сабук Татьяна Леонидовна врач-гигиенист, эпидемиолог