基因组监测助力精准噬菌体疗法应对抗生素耐药危机
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随着抗生素耐药性问题的日益严重,预计到2050年,这将成为导致人类死亡的主要原因之一。针对这一危机,噬菌体疗法作为一种替代传统抗生素的潜在方案,受到了越来越多的关注。噬菌体具有宿主范围狭窄的特点,不同耐药菌株则展现出各自独特的细胞表面结构和防御机制,因此开发有效的噬菌体疗法面临诸多挑战。近期,来自匈牙利HUN-REN生物研究中心的Bálint Kintses团队在《Cell》杂志上发表了一篇题为“Genomic surveillance as a scalable framework for precision phage therapy against antibiotic-resistant pathogens”的文章,探讨了基因组监测在精准噬菌体疗法中的应用。
抗生素耐药的现状与噬菌体疗法的希望
碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌(CRAB)是全球范围内日益严重的医院获得性感染之一,其感染者死亡率高达25%-60%,每年造成超过100,000人死亡,世界卫生组织已将其列为需要优先解决的病原体。传统抗生素在应对这些耐药菌株时效果显著降低,因此探索新疗法势在必行。
噬菌体疗法具有针对性强的优点,但在实际应用中,噬菌体的选择受到其宿主范围和细菌表面结构的限制。为了克服这些局限性,研究者们提出了组合多种噬菌体或进行个性化治疗的策略。然而,这些方法在生产时间和资源需求上都存在缺陷,因而限制了其临床应用。
基因组监测的潜力
在此背景下,基因组监测被视为一种有效工具,可以帮助科学家追踪病原体并了解其传播模式。Kintses团队对全球超过15,000个鲍曼不动杆菌的基因组序列进行了系统分析,识别出31种常见的CRAB类型,显示出显著的区域同质性。这一发现表明,使用区域特异性噬菌体组合可能是针对CRAB的有效策略。
噬菌体的开发与验证
研究团队重点分析了欧洲五个国家在2016-2022年间的CRAB流行类型,并从公共污水中分离出15种噬菌体,这些噬菌体能够有效靶向95%以上的分离株。特别地,Silvergun噬菌体被认为代表了一个新噬菌体家族,其能够针对全球传播的主要CRAB菌株,研究表明组合使用噬菌体可以显著降低细菌对噬菌体的抗性。
在动物模型中进行的实验显示,噬菌体“鸡尾酒”疗法有效提高了感染者的生存率。例如,在蜡螟幼虫和小鼠腹腔感染模型中,噬菌体的联合使用显示出100%的生存率,进一步验证了这一疗法的有效性。
结论与展望
Kintses团队的研究为抗生素耐药性的应对提供了新的思路和方法,通过基因组监测,可以绘制出CRAB的遗传多样性和地理分布图,从而为噬菌体的设计与组合提供指导。这种基于基因组监测的精准噬菌体疗法有望成为解决CRAB感染者耐药问题的有效策略。
未来,随着技术的发展,基因组监测可能会与临床实践相结合,推动个性化噬菌体治疗的广泛应用。这将为对抗抗生素耐药性提供新的希望,也为改善公共卫生带来积极影响。研究团队的努力不仅为当前的抗生素危机提供了解决方案,也为未来的治疗方法开辟了新方向。
2025-01-19
2025-01-19
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