Карин Мёллинг - Вирусы: Скорее друзья, чем враги

Мне представляется, что использование в больницах фагов для борьбы с заражениями, индуцированными резистентными бактериями, может оказаться чрезвычайно эффективным. Мне кажется целесообразным обрабатывать стены хирургических операционных фаговым спреем. Однако врачи и мои коллеги настроены пессимистично и задаются вопросом: какие именно фаги следует использовать и по каким признакам определять подходящий фаг? Нужно иметь смесь из большого количества фагов в надежде, что какие-нибудь подойдут, о чем д’Эрелль знал сто лет назад. Есть и еще один аргумент экономического характера – фаги невозможно использовать в коммерческих целях, поскольку они хорошо известны и их невозможно запатентовать. Тем не менее определенную смесь фагов запатентовать можно – а почему бы и нет? Существует ряд компаний, в частности Intralytix в США, которые разрабатывают фаги против бактерий, например Listeria (опасна для любителей деликатесов, например для швейцарского сыра вашрена, и других продуктов питания), а также против сальмонеллы и опасного штамма E. coli ( E. coli 0157). Индийская компания GangaGen пытается бороться с опасной бактерией, золотистым стафилококком, уничтожающим микрофлору в носовой полости, создав препарат StaphTame. В 2012 г. одно из мероприятий, организованных под эгидой Европейской организации по молекулярной биологии (ЕМБО) и Министерства обороны Бельгии, проводилось в армейских казармах бельгийских вооруженных сил. Никогда до этого не было такого сочетания организаторов и подобного места проведения. Но и то и другое было оправданно: военные – первые потребители таких препаратов и до сих пор самые важные. Организаторы зарезервировали целый день для проведения пяти презентаций фаготерапии. Должно быть, кто-то вспомнил о солдатах, излеченных в 1939 г. Один стоматолог рассказал, что пытается использовать фаги для профилактики инфицирования имплантатов бактериями, что может привести к опасным осложнениям, в частности к инфицированию Clostridium difficile, – это побочный эффект стоматологического лечения, который может привести к летальному исходу. Настало время фагов. (Ниже приводится подробная информация из одной истории болезни.)

Много факторов говорят в пользу использования фагов: для них характерно самодозирование (чем больше бактерий, тем больше появляется фагов, которые их уничтожают) и самоограничение (когда бактерий не остается, они погибают). Уникальная способность! И последний, но не менее значимый фактор: фаготерапия дешева – и это большое преимущество для развивающихся стран. В большинстве случаев мишенями такой терапии являются мокнущие открытые раны и изъязвления, которые можно обрабатывать наружно, и фаги могут размножаться. Когда фаги вводятся перорально, они погибают, проходя через желудок, поэтому при лечении кишечных инфекций их нужно помещать в капсулы.

Каковы же ограничения и опасности фаготерапии? Фаги переносят гены путем горизонтального переноса генов. Не допускается передача генов, обуславливающих устойчивость к антибиотикам. Более того, фаги, используемые в лечении человека, не должны интегрироваться в геном бактерий. Они должны быть литическими, то есть они размножаются, затем происходит лизис и уничтожение бактерий. Это напоминает новую противораковую терапию с использованием «онколитических» вирусов, которые также реплицируются, подвергаются лизису и уничтожают опухолевые клетки, – точно такой же принцип.

И все же есть ряд значимых побочных явлений, которые необходимо исключить. Влияют ли фаги на геном бактерий? Может быть, они индуцируют образование новых фаг-резистентных штаммов? Резистентные бактерии (бактерии, которые невозможно уничтожить при помощи фагов) – одна из важных проблем, поскольку бактерии способны изменять свои поверхностные рецепторы и предотвращать проникновение фагов. Необходима комбинированная терапия. Нам известно, по крайней мере со времени начала использования эффективной анти-ВИЧ-терапии, что комбинированные подходы эффективнее монотерапий. Д’Эрелль знал это еще сто лет назад. Поэтому нужно провести много контрольных экспериментов, чего требуют медицинские регуляторные органы. Правил, регулирующих использование лекарств у людей, огромное число.

Мы хорошо представляем, как ведут себя фаги в лабораторных условиях, поскольку уже 50 лет фаги являются одной из важных областей исследования в молекулярной биологии. Нужно отдать должное хорошо известному специалисту по фагам Максу Дельбрюку за открытие такой научной сферы, как исследование фагов. Он представил фаги как модель жизни (показал, как они ведут себя при репликации и мутагенезе). Поэтому мы много знаем о молекулярных механизмах фагов, но только в лабораторных условиях, и совсем не так много о том, как они себя ведут в реальной жизни или в естественной среде, например в кишечнике. И, похоже, фаги ведут себя очень по-разному. В лабораторных условиях фаги Т4 (тип 4) растут медленно, а фаги Т7 (тип 7) – быстро, хотя в кишечнике они растут с одинаковой скоростью. Вероятно, это зависит еще и от индивидуальных особенностей организма. До того, как фаги окажутся в состоянии спасать человеческие жизни, нам нужно многое узнать о механизме действия фагов в организме пациентов. Нам нужно разобраться в специфическом действии фагов на соответствующие бактерии. В этом смысле антибиотики намного превосходят фаги: они эффективны, даже если их бактерии-мишени неизвестны. Но ситуация может меняться, по крайней мере из-за того, что бактерии приобретают устойчивость к антибиотикам, в силу чего необходимо предварительное тестирование антибиотиков с целью определения их эффективности в определенной ситуации. Весной 2012 г. ВОЗ провозгласила завершение эры антибиотиков. Кроме того, лаборатория в Колд-Спринг-Харбор посвятила этой теме конференцию в Банбери – своего рода «мозговой центр» по вопросам будущего.

Я должна предупредить читателя, поскольку моя высокая оценка фагов может ввести в заблуждение. Как и все вирусы, фаги могут быть вредоносными. Но если это и происходит, то мы сами в этом виноваты, поскольку мы отвечаем за их патогенность и болезнетворность. Вот еще один пример: в 2011 г. в Гамбурге (Германия) началась продовольственная паника, вызванная бактериологическими вирусами, то есть фагами, несущими ген (токсин) против EHEC-бактерии, энтерогеморрагического штамма кишечной палочки, родственной неболезнетворным бактериям кишечника. Эти фаги использовались в качестве удобрения для проростков и так попадали в салат людям. Болезнь появлялась, так как фаги перенесли с собой и гены токсина шига ( shiga). Появляется кровавая диарея и иные осложнения, причем некоторые из них смертельны. Было инфицировано 3900 человек, более 1000 серьезно заболели, и 35 умерли. Такие бактерии не должны появляться в оформлении салатов. Они находятся в фекалиях животных и не должны попадать в пищевую цепочку человека.