噬菌体制剂的研究现状及发展前景
- 格式:doc
- 大小:53.00 KB
- 文档页数:6
噬菌体在动物疾病治疗的应用和展望摘要:如今细菌耐药能力的增强,动物肿瘤的频发以及不少珍稀动物濒临灭绝,使得迫切需要一种能有效抑制疾病发展的药物。
而噬菌体作为一种特殊的病毒,具有“捕食”细菌和治疗癌症的能力,能有效治疗疾病的发展。
人们也逐渐开始重视噬菌体在疾病治疗中的应用潜能。
本文就噬菌体治疗的发现,实际应用,优势及其中所包含的缺陷问题进行综述,并对噬菌体治疗的未来提出展望。
关键词:噬菌体,细菌,肿瘤,治疗Abstract:With the increase of the tolerance in bacteria,the frequent cancer and many endangered animals , we urgently need a pill which can effectively inhibit the development of the disease. Phages as a special type of virus, have the ability to feed on bacteria and treat cancer which can treat diseases effectively.People began to pay more attention to the potential application of phage in disease treatment.This paper researched on the recent progress, the practical application, advantages and disadvantages of phage treatment, etc.Key word:phage; bacteria; cancer; therapy噬菌体准确的名称应该是细菌病毒,噬菌体分为烈性噬菌体及温和性噬菌体,前者可在敏感宿主菌内增殖,并使之裂解,亦称为毒性噬菌体。
噬菌体研究现状虽然噬菌体治疗被西方国家“冷落”了长达 40 年之久,但在前苏联和东欧关于噬菌体治疗的研究从未停止过,在前苏联位于格鲁吉亚 Tbilisi 的 Eliava 研究所(Eliava Institute of Bacteriophages)是研究噬菌体治疗的主要阵地。
进入 21 世纪后,噬菌体治疗的研究进入了一个新的阶段,向着国际化和临床化的方向迅猛发展。
各国都投入了大量的精力来发展噬菌体技术,以及寻找各种病原菌的噬菌体并尝试将其用于细菌感染的治疗。
2006 年,美国 FDA 批准了一个噬菌体鸡尾酒复配剂用于食品中李斯特菌的控制。
2007 年,比利时布鲁塞尔医学伦理委员会正式批准医务工作者用噬菌体治疗由绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌引起的烧伤后感染研究。
2014年3月,美国 NIH 过敏和感染疾病研究所将噬菌体疗法列为7种对付抗生素耐药的研究方向之一。
同年,欧盟投资520万美元资助一个跨国家的噬菌体疗法多中心临床研究计划(Phagoburn 计划),支持噬菌体用于治疗人类细菌感染的研究。
同年 9 月,法国、比利时和荷兰的科学家也在招募感染大肠杆菌和绿脓杆菌的烧伤患者,对这些患者使用法国毕达哥拉斯医药公司提供的噬菌体进行治疗研究。
在我国,中科院武汉病毒研究所危宏平研究员学科组、大连理工大学徐永平教授实验室等科研和大学机构也在积极进行噬菌体治疗的相关研究,在马铃薯、水产品等细菌性疾病的防控方面积极探索。
近年来,噬菌体治疗在商业化进程上也取得了良好的发展。
一个典型的例子是 Intralytix 公司的多种噬菌体制剂已经得到了美国 FDA 的批准用于食品安全领域。
Intralytix 公司成立于 1998 年,是一家专门从事噬菌体制剂研究和生产的生物公司,研发的噬菌体产品涵盖食品安全、环境卫生、兽医以及人类健康领域。
该公司正在开发的用于治疗葡萄球菌引起的皮肤感染的噬菌体制剂PhagoBioDerm 已经通过了临床一期试验。
噬菌体在农业科学研究和生产中的作用引言:噬菌体是一种病毒,其寄生于细菌并利用细菌进行繁殖。
在农业科学研究和生产中,噬菌体发挥着重要的作用。
本文将介绍噬菌体在农业领域中的应用,包括作为生物杀虫剂、抗菌剂和基因传递工具等方面的应用。
一、噬菌体作为生物杀虫剂1. 防治农作物病害噬菌体可以针对农作物病原细菌进行选择性杀灭,对防治一些常见的农作物病害具有良好效果。
例如,在马铃薯晚疫病的防治中,噬菌体可以有效地控制病原细菌的扩散,减少病害的发生。
2. 替代化学农药与传统的化学农药相比,噬菌体作为生物农药具有很多优势。
首先,噬菌体具有高度选择性,只对目标细菌起作用,不会对其他有益微生物或环境造成危害。
其次,噬菌体在环境中降解速度较快,不会残留于农产品中,对人体健康和环境无害。
此外,噬菌体可以与化学农药联合使用,提高防治效果,减少化学农药的使用量。
二、噬菌体作为抗菌剂1. 防治畜禽养殖中的细菌感染在畜禽养殖中,细菌感染是常见的问题,而噬菌体可以作为一种有效的抗菌剂应用于畜禽养殖中,用于控制细菌感染的蔓延。
噬菌体可以选择性地感染和杀灭细菌,同时不会对动物本身造成伤害,具有良好的应用前景。
2. 防治食品加工过程中的细菌污染在食品加工过程中,细菌污染是一个严重的问题。
噬菌体可以应用于食品加工过程中,用于控制细菌的污染。
噬菌体可以选择性地感染和杀灭污染食品的细菌,从而保证食品的卫生安全。
三、噬菌体作为基因传递工具1. 基因工程改良农作物噬菌体可以作为基因传递工具,用于农作物的基因工程改良。
通过将目标基因嵌入噬菌体基因组中,然后让噬菌体感染农作物细胞,目标基因可以被传递到农作物中并起到作用。
这种基因传递方法可以提高农作物的抗病性、耐旱性、耐盐性等重要性状,为农业生产提供了新的手段。
2. 基因治疗畜禽疾病噬菌体还可以应用于畜禽疾病的基因治疗。
通过将治疗相关基因嵌入噬菌体基因组中,然后让噬菌体感染患病动物的细菌,治疗相关基因可以被传递到动物细胞中并起到治疗作用。
噬菌体及其研究进展噬菌体是一种寄生于细菌的病毒,也被称为细菌噬菌体或细菌吞噬体。
它们是一类非常普遍存在于自然界中的病毒,通过感染细菌并依赖细菌进行复制繁殖。
噬菌体的结构包括头部、尾部和尾纤毛。
头部内含有遗传物质DNA,尾部则帮助噬菌体与细菌结合,并注射DNA进入细菌细胞中。
一旦DNA进入细菌细胞,它们就会利用细菌的细胞机制进行复制,并最终导致细菌死亡释放出新的噬菌体。
噬菌体具有很强的细菌特异性,即特异性地感染其中一种或几种细菌。
这对于细菌病害的防治具有重要意义。
根据其特异性,科研人员可以利用噬菌体来治疗细菌感染。
噬菌体在医学上具有较强的应用潜力,它们可以成为新一代抗生素的替代品。
与传统抗生素相比,噬菌体具有更强的杀菌活性、更低的细菌抗药性发展风险,且对人体无毒副作用。
噬菌体研究已取得了一些重要的进展。
首先,对噬菌体的基础研究使我们对噬菌体的结构和功能有了更深入的了解。
高分辨率电子显微镜技术的发展以及基因组测序的快速发展为噬菌体的研究提供了强有力的工具。
其次,噬菌体在抗菌治疗方面的应用研究也取得了一些突破。
近年来,科研人员利用噬菌体构建了一种新的疗法,被称为噬菌体疗法。
这种疗法通过注入特定的噬菌体来针对性地感染细菌,并选择性地杀死细菌,从而治疗感染性疾病。
研究表明,噬菌体疗法在治疗多种细菌感染性疾病方面具有良好的疗效。
此外,噬菌体在基因工程领域的研究也取得了重要进展。
利用基因工程技术可以对噬菌体进行改造和优化,使其具有更高的杀菌效果和更好的稳定性。
科研人员还通过对噬菌体进行改造,将其用于新药研发、细菌基因治疗和细菌分型等方面的研究。
综上所述,噬菌体是一种普遍存在的病毒,具有潜在的医学应用价值。
噬菌体的研究已取得了一些重要的进展,从基础研究到应用研究,都为噬菌体的应用提供了理论和实践基础。
未来,随着科学技术的不断发展,相信噬菌体的研究将为细菌感染的治疗和其他相关领域的发展带来更多的希望和挑战。
噬菌体治疗细菌感染的临床进展在医学的临床治疗上,细菌感染是经常遇到的情况,不及时地采取措施对其进行处理,将会给患者带来更大的危机和痛苦,随着医学的不断研究,细菌感染的治疗取得了不错的进展,但是耐药细菌的出现又给临床治疗带来新的难题。
噬菌体运用于临床治疗上,是临床细菌感染治疗的又一项重大突破。
噬菌体的治疗方案广泛的被运用在临床治疗中。
噬菌体是一种依赖细菌的病毒,它在细菌感染的治疗上,能够取得非常好的疗效,尤其是针对耐药性细菌感染,它比一般的药物能起到更好地疗效。
噬菌体裂解酶是近年来比较热门的研究项目,它和传统的抗生素相比较有着独特的性能。
该文主要讲述的就是噬菌体治疗细菌感染的临床进展[1],借此对噬菌体治疗细菌感染有所总结,望未来有更好地突破。
该文主要阐述噬菌体治疗细菌感染的临床运用和其进展。
标签:噬菌体治疗;细菌感染;临床进展随着时代的不断进步,医疗不断发展的同时,细菌也在不断地发展与增殖,普通的细菌尚可以用传统的抗生素抵抗,但是随着耐药性的细菌不断增多,传统的抗生素已经不足以帮助人们治疗细菌感染,这在临床治疗上造成了不小的难题。
噬菌体治疗是在耐药性细菌感染逐渐不受控制时渐渐被运用到临床治疗上的。
耐药性的细菌感染对于临床治疗而言十分棘手,并且一度出现无药可医、束手无策的现象。
因其耐药的性质,一般药物对于这类细菌来说基本无用,而噬菌体是一种对特异性感染的细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒[2]。
噬菌体遗传物质和结构简单,一般需要寄生在细菌真菌等宿体内。
该研究对噬菌体治疗细菌感染的临床进展作出研究,基于被动治疗与主动治疗的方式开展实验,现已取得不错的效果,现报道如下。
1 资料与方法1.1 一般资料细菌感染从古至今都是人与动物的常见疾病,在从前细菌感染是致死的主要原因之一,由此可见细菌感染治疗的重要性。
噬菌体是英国和法国于1915、1917先后发现,并实际运用于细菌感染治疗上。
1934年美国报道噬菌体抗肠球菌感染成率高到百分之八十。
我国噬菌体制剂法规摘要:1.噬菌体制剂的概述2.我国噬菌体制剂的法规现状3.噬菌体制剂在医疗领域的应用4.噬菌体制剂的发展前景正文:【噬菌体制剂的概述】噬菌体制剂,是由噬菌体(Bacteriophage)衍生出的一种具有高度特异性的生物制剂。
噬菌体是一种寄生于细菌的病毒,可以有效杀死与其特异性匹配的细菌。
因此,噬菌体制剂被视为一种潜在的抗菌药物,具有治疗细菌性疾病的巨大潜力。
【我国噬菌体制剂的法规现状】我国对噬菌体制剂的研发与应用采取了一系列法规管理措施。
目前,噬菌体制剂在我国尚处于研究阶段,尚未在临床中广泛应用。
根据《药品管理法》和《生物制品注册管理办法》,噬菌体制剂作为生物制品,其研发、生产和应用需经过严格的审批流程。
此外,我国鼓励国内外企业合作研发噬菌体制剂,以促进这一领域的发展。
【噬菌体制剂在医疗领域的应用】噬菌体制剂在医疗领域具有广泛的应用前景。
首先,噬菌体制剂可以作为一种新型抗菌药物,用于治疗耐药性细菌感染,降低抗生素的滥用风险。
其次,噬菌体制剂可用于治疗由细菌引发的各种疾病,如结核病、肺炎等。
此外,噬菌体制剂还可应用于兽医领域,治疗动物细菌性疾病。
【噬菌体制剂的发展前景】随着科学技术的发展,噬菌体制剂在医疗领域的应用前景愈发广阔。
未来,噬菌体制剂有望成为抗生素的有效替代品,缓解抗生素滥用带来的危机。
同时,噬菌体制剂的研究也有助于深入了解细菌与病毒之间的相互作用,推动生物学领域的发展。
此外,我国政府对噬菌体制剂产业的支持,将有助于加速相关研究和产业化进程,推动我国生物医药产业的发展。
综上所述,噬菌体制剂作为一种新型生物制剂,在我国尚未得到广泛应用,但其在医疗领域的应用前景十分广阔。
噬菌体制剂的研究现状及发展前景作者:赵庆友,朱瑞良*(山东农业大学动物科技学院山东泰安 271018)来源:中国兽药杂志2010-7期南宁兽药科技网(南网)上传2010-9-1摘要:噬菌体制剂是利用噬菌体溶解细胞的特性而用于治疗动物的病原菌的临床感染。
早在20世纪初,噬菌体治疗就取得了积极的治疗效果。
目前传统抗生素治疗动物细菌感染时易产生耐药性,而噬菌体制剂则表现出许多突出的优越性。
本文从噬菌体的生物学特性,噬菌体制剂的作用机制,以及噬菌体制剂的发展状况和应用前景等方面进行了论述。
关键词:噬菌体;制剂;应用;现状;前景。
Recent Advances And Prospects In Bacteriophage Therapy ZHAO Qing-you, ZHU Rui-liang*(College of Animal Science & Veterinary Medicine,Shandong Agricultural University, Tai’an, 271018)Abstract: Phage therapy is to treat bacterial clinical infections of animals with bacteriolysis. In the 1920’s, Phage therapy had had efficiency in clinical treatment. Many creatural experiments and clinical treatments indicate that phage therapy is a potential alternative method for treatment and prevention of bacteria disease. This method comes along, quite opportunely to counter the resistance problem of the antibiotics. From the biological characteristics,the therapy mechanism,the development status and the application prospects, the systemic discussion of bacteriophage in this review.Key words: Bacteriophage ; biological agents; application; current situation; prospects英国细菌学家和内科医生Frederick Twort 和法裔加拿大细菌学家Flix D’Herelle分别在1915年和1917年独立发现了噬菌体,不久之后就用来治疗感染性疾病。
d`Herelle最早从来自痢疾的临床样本研究中观察到噬菌体滴度的增加正好伴随着病人的康复过程。
他将噬菌体称为“外源性免疫因子”[1]。
1934年美国科学家报道了利用噬菌体疗法治疗肠球菌感染的成功率可达80%【2】。
但随着抗生素的成功推广应用,二次世界大战之后美国和西欧的大多数国家都终止了噬菌体制剂的研制。
近年来细菌耐药性问题不断突现,用抗生素治疗细菌感染面临巨大的挑战,一些科学家和临床工作者开始重视噬菌体制剂的研制。
1 噬菌体的生物学特征噬菌体(Bacteriophage, phage)是以细菌为宿主的一类病毒,所以又称为细菌病毒,它广泛存在于自然界中,在绝大多数原核生物中都发现了相应的噬菌体。
据报道(Acker-man,1987)通过电镜观察到的的噬菌体至少已有2 850种(株),其中有2 700种(株)是有尾的,大肠杆菌噬菌体发现的最多,大肠杆菌也是研究得最深入的一种宿主。
如A类中的T2、T4、T6,B类中的T1、T5、λ,C类中的T3、T7,D类中的ΦX174,E类中的F2、MS2,F类中的Fd、Fl、M13等都属于大肠杆菌的噬菌体【3】。
噬菌体分为温和性噬菌体和烈性噬菌体,烈性噬菌体感染细胞后可立即在宿主细胞内开始自身的生命循环,引起细菌细胞的裂解。
温和性噬菌体侵入宿主细胞后,其核酸附着并整合到宿主染色体上和宿主核酸同步复制。
随宿主菌的增殖而增殖的噬菌体称为前噬菌体。
如果宿主菌遇到某种不利环境条件,前噬菌体可能被激活进而裂解宿主细胞。
从噬菌体制剂的角度考虑,温和噬菌体的实用价值不高,我们通常提到的噬菌体均为烈性噬菌体。
2 噬菌体制剂作用机理噬菌体制剂作用于细菌有两种方式:第一种方式为裂解途径,烈性噬菌体(Virulent phage)感染敏感细菌后,可在其细胞内快速增殖并使之裂解。
裂解是一个高度调节的程序化过程,其经典模式是孔蛋白—内溶素途径。
孔蛋白控制内溶素的含量,而内溶素的多少决定了裂解的时间[4]。
噬菌体进入细菌体内后利用细菌体内的酶系统,进行其自身生物物质的合成。
然后子噬菌体以裂解方式从细菌体内涌出,造成细菌的死亡。
例如T系噬菌体侵入大肠杆菌(B系)的过程约需30 min便能引起被侵入菌的裂解[5]。
第二种方式是通过噬菌体的分泌物—内溶素而起作用的,内溶素是噬菌体进入宿主菌后利用细菌体内的物质合成的一类酶蛋白。
根据宿主菌的不同可分为两类:革兰氏阳性菌内溶素和革兰氏阴性菌内溶素。
革兰氏阴性菌有三种不同原型的内溶素T4gpe、λR和T7[6],这三种内溶素都是可溶性的且小于20Kda的球蛋白;革兰氏阳性菌的内溶素结构复杂且分子量大于或等于30Kda[7],C末端有一个直接与细胞壁结合的结构域,能够高度特异性的识别细菌细胞壁决定簇。
结合区域可以帮助酶在厚厚的细胞壁中保持活性,并且一旦孔蛋白引发了裂解反应,将更加迅速和彻底的破坏细胞壁。
这些结合区域的存在以及高度的专一性,使噬菌体可以作为一种新型的抗菌制剂使用。
而革兰氏阴性菌的内溶素则缺乏这些区域。
通过生物工程技术分离提纯内溶素,用于临床感染治疗。
既可以保证治疗的高效性,又具有较高的安全性。
例如,噬菌体C1的内溶素粗制品,纳克级就可以在5秒钟内杀死107个肺炎链球菌[8]。
同样数量的内溶素可以有效预防和治疗小鼠口腔中的链球菌。
如果使用不同的酶不同的方式攻击胞壁质,内溶素对链球菌的致死性表现出协同效应[9]。
因此,在生产中我们可以利用各种酶蛋白不同的组合,扩大宿主谱有效治疗生产中存在的多重感染。
3 噬菌体制剂的应用细菌性感染是感染性疾病中最常见的类型,而抗生素自发明以来,一直被认为是治疗细菌性感染疾病最有力的武器。
正因为这样,抗生素滥用的现象非常普遍,导致致病菌耐药性日益加剧。
据报道,目前在许多国家25%的肺炎链球菌已经产生耐药性。
美国75%的细菌感染会对一种或多种抗生素产生耐药性,日本50%以上的葡萄球菌分离株具有多重耐药性[10]。
随着耐药菌的日益增多,抗生素的治疗效果愈发不明显,寻找新的抗菌制剂已经成为刻不容缓的课题。
噬菌体作为一种新兴的治疗方法,受到医疗机构的关注。
美国医疗机构在1999年的国际噬菌体会议上预测,在未来的3~5年内美国医院将使用噬菌体制剂治疗抗生素无法控制的感染[11]。
3.1作为抗生素的替代者随着抗生素的不断应用,细菌的耐药性问题日益突现。
现今全球耐药菌株多达上千种,而噬菌体制剂是抗生素很好的替代者。
20世纪80年代,Smith研究小组应用噬菌体治疗大肠杆菌引起的小鼠、猪、牛、羊腹泻取得了较好的治疗效果。
研究结果显示,当肌肉注射或脑内注射感染大肠杆菌时,单剂量肌肉注射噬菌体的治疗效果优于多剂量四环素、青霉素、氯霉素、甲氧苄啶和磺胺类药物肌肉注射的治疗效果[12]。
Watanabe 等人以小鼠为实验对象,应用分离到的噬菌体KPP10治疗由绿脓杆菌引起的小鼠肠源性败血病,有效率达66.7%[13]。
据在2008年噬菌体大会上公布的数据,在治疗24名由绿脓杆菌引起慢性耳部感染的患者中,实验组有50%的患者症状消失,而对照组只有20%的患者症状消失。
从实验组患者耳部分离到的细菌数量减少了80%,而对照组非但没有降低,甚至还有所升高[14]。
而在比利时布鲁塞尔,医学伦理委员会也于2007年批准医务工作者用噬菌体治疗由绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌引起的烧伤后感染[15]。
Iandyoung等发现从噬菌体中可以提取具有抗菌活性的噬菌体蛋白,这项突破性发现使噬菌体抗菌治疗再次成为研究的重点【16】。
Nelson等从Cl链球菌噬菌体中分离出细胞壁水解酶进行了体外实验,发现该水解酶在体外可以溶解A型链球菌,并成功的进行了动物试验,清除了寄生于动物上呼吸道的A型链球菌,且不干扰其它正常菌群,证实了其抗菌效果【17】。
3.2用于细菌的检测在世界医药和公共卫生领域,需要建立快速、特异、灵敏的方法来检测病原细菌。
基于抗体检测方法灵敏性好,但费时费力[18]。
快速PCR方法提高了灵敏度,并且对许多病原细菌都有效,但是成本昂贵,而且操作技术难度大。
噬菌体具有严格的宿主特异性,只能裂解某一种细菌,甚至是某一株细菌,利用噬菌体途径的方法,可提供方便,快速、高度特异性的选择,而且成本较低。
Gali等报道发现一种高通量的检测噬菌斑的技术,可以鉴定多重耐药性的结核分枝杆菌,总的检测时间只有48小时,其结果与BACTEC460TB 敏感性检测方法(susceptibility testing method)所得到的结果完全一致[19]。
Neufeld 等利用新型电化学方法快速鉴定和定量分析病原菌。
其原理是利用特异性噬菌体裂解宿主菌,释放出该细菌的胞内酶类,然后通过安培计测量来监测,从而确定病原菌[20]。
3.3其他应用噬菌体治疗的概念已经延伸到感染性疾病以外的其它领域。
如以丝状噬菌体为载体,携带目的基因可以在哺乳动物细胞里表达[21]。
丝状噬菌体的遗传灵活性使得很多蛋白可以与衣壳蛋白融合表达,进而噬菌体可以与真核生物细胞的表面受体特异性作用。
4 噬菌体制剂治疗作用的特点4.1无副作用传统的抗生素在治疗细菌性感染的同时会杀死消化道中的正常有益菌,从而破坏微生态的平衡,导致其他耐受性致病菌的生长,引起腹泻、胃肠感染等副作用,进而可能引起机体的免疫力下降而导致全身性的感染。
而噬菌体的治疗具有特异性,只针对致病菌,不会影响到机体内其他的正常菌群。
4.2细菌很难产生抗性据报道(Carlton,1999)细菌对噬菌体产生抗性的突变频率为10-7,而对抗生素的抗性突变频率为10-6 [22]。
而且烈性噬菌体只有在一定宿主体内存活,能产生相应的变异以适应细菌的变异,而传统抗生素不具备这种优势。
4.3无残留噬菌体是宿主依赖性的,会随着细菌宿主的消失而死亡,不会残留在动物产品中。