Clinical Effect And Ways To Efficient Use Of Therapeutic Bacteriophage Preparation In Medical Practice


Bondarenko V.M.

The article is dedicated to the modern data for the clinical use of therapeutic bacteriophage preparations; their antimicrobial action is due to replication of the phage genome in a sensitive bacterial cell with subsequent lysis and release of a new generation of virions into the environment. The advantages of therapeutic bacteriophages are ability to affect sensitive and polyantibiotic-resistant cells of causative pathogen and cascade ability to repeated selective lysis of cells of causative pathogen in the focus of inflammation, which lasts until their total elimination without disturbances in normal microbiota. In order to select an effective therapeutic preparation, the importance of identification of causative agent and determination of its sensitivity to bacteriophage is noted.

Введение

В настоящее время успехи вакцинопрофилактики дифтерии, коклюша, кори и других детских инфекций изменили спектр возбудителей и выдвинули на первое место острые респираторные заболевания вирусной и бактериальной природы, часто ассоциированные с простудным фактором. Хорошо известно, что грипп и корь у детей и взрослых часто осложняются различными гнойно-воспалительными бактериальными заболеваниями, в т. ч. тонзиллитами, отитами, фарингитами, поражением слизистой оболочки полости рта и носа и др. В меньшем проценте случаев дети и взрослые страдают от инфекционных воспалительных процессов со стороны желудочно-кишечного и урогенитального трактов. Для того чтобы заболевания не перешли в хроническую форму, необходимы идентификация возбудителя и адекватная терапия. Использование этиотропных химиотерапевтических препаратов часто не приводит к элиминации лекарственно-устойчивых форм возбудителей и, как правило, сопровождается нарушением нормального микробиоценоза открытых полостей организма пациента с активизацией эндогенной условно-патогенной микрофлоры.

Возбудители эндогенной оппортунистической инфекции в последние годы вызывают повышенный интерес микробиологов, педиатров, инфекционистов и врачей других специальностей, связанный с широким распространением дисбиотических и иммунодефицитных состояний, происходящим на фоне неуклонного роста числа больных, страдающих т. н. болезнями цивилизации. Это хронические воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта (гастриты, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, панкреатиты, гепатиты и холециститы), желчно- и мочекаменная болезни, атеросклероз, астма, бесплодие, ожирение, подагра, остеохондроз, поражения суставов, остеопороз, диабет и некоторые онкологические заболевания. Положение о том, что в основе многих хронических патологических процессов лежит увеличение проницаемости кишечного барьера, ассоциированное с воспалением и цитокиновым дисбалансом, широко обсуждается на страницах
печати [1, 2].

Лечебные бактериофаги

В отраслевом стандарте “Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника” (ОСТ 91500.11.0004-2003, Приказ Министерства здравоохранения РФ № 231), в составлении которого приняли участие ученые и клиницисты различных специальностей, внимание врачей было ориентировано на профилактику и терапию дисбиотических состояний с помощью пробиотиков у взрослых и применения пробиотических препаратов, а также специфических лечебных бактериофагов (ЛБФ) у детей [3].

ЛБФ, активные в отношении многочисленных возбудителей гнойно-воспалительных процессов, вызывающих респираторных кишечные и урогенитальные инфекции, известны с начала ХХ в. [4–7]. Было показано, что в ходе диффузии фаговых вирионов в слизистую оболочку, тканевую жидкость, лимфу или кровь в результате контакта с бактериальными клетками происходит адсорбция (прикрепление) фагов к поверхности возбудителя. После возникновения устойчивой связи между специфическим рецепторным участком и вирионом адсорбция фага становится необратимой. Фаговая ДНК или РНК поступает в цитоплазму бактериальной клетки, вызывает блокирование синтеза ее белков, и после репликации и сборки зрелых вирионов наступает лизис клеточной стенки изнутри с выходом 60–70 вирионов во внешнюю среду. Система фаголизиса базируется на наступающем в определенный момент времени последовательном ферментативном гидролизе цитоплазматической мембраны. Гидрофобный мембранный белокхолин обеспечивает за счет разрушения цитоплазматической мембраны доступ второго фермента, связанного с фаг-ассоциированным лизином, к клеточной стенке [8]. Циклы репродукции специфических бактериофагов с их накоплением в месте локализации воспалительного процесса являются важной особенностью фаготерапии, отличающей ее от применения этиотропных химиотерапевтических средств, обладающих широким антимикробным спектром, часто затрагивающим и нормальную микрофлору организма хозяина [9].

В настоящее время ведущую роль в этиологии гнойно-воспалительных процессов играют полиантибиотикорезистентные штаммы условно-патогенных бактерий (УПБ) различных таксономических групп. Известно ослабление эффекта этиотропной терапии из-за формирования устойчивости к лекарственным препаратам штаммов возбудителей. Более того, применение антибиотиков сопровождается нарушениями нормальной микрофлоры, что может вести к формированию иммунодефицитных состояний и аллергизации организма [10]. Альтернативой по отношению к антибиотикам и химиотерапевтическим препаратам являются ЛБФ с широким спектром антимикробной активности, подавляющие как чувствительные, так и антибиотикоустойчивые бактерии. Для подавления антибиотикоустойчивых форм УПБ рекомендовано использовать комплексные бактериофаги с высокой специфической литической активностью, способные элиминировать возбудителей гнойновоспалительных процессов различной локализации [11–13].

Диапазон способов применения ЛБФ необычайно широк и включает не только аппликации на месте поражения, но и пероральный, подкожный, внутримышечный, в также внутрибрюшинный способы введения. Эффективно и применение препаратов ЛБФ в виде клизм, аэрозолей, введение в полость легких, в перикард и т. д. В середине ХХ в. отсутствовал контроль качества производственных препаратов, что приводило к использованию бактериофагов в случайных концентрациях и часто с неизвестным составом. В связи с этим период первоначального подъема интереса к фаготерапии сменился столь же значительным охлаждением. Этому способствовали не только малая изученность и эмпирические способы фаготерапии, но и не известные в то время особенности взаимодействия бактериофага с микробной клеткой, что в целом делало труднопрогнозируемыми результаты лечения. Также в указанный период в медицинской практике начали широко применяться антибиотики, что стало дополнительным фактором, повлиявшим на снижение интереса к использованию бактериофагов.

Следует отметить, что первые сообщения о результатах лечения гнойно-септических инфекций в России с использованием ЛБФ появились в начале 1930-х гг. Была показана безвредность препарата и установлена необходимость раннего начала лечения заболевания – еще до развития интоксикации. При соответствии фага виду возбудителя отмечали высокую эффективность проводимой терапии. У детей недостаточная эффективность объяснялась ранним развитием интоксикации, присоединением гнойных процессов в верхних дыхательных путях, пневмоний, а также отитов, вызванных стафило- , стрепто- и пневмококками. На протяжении последних десятилетий исследования по изучению эффективности и разработке новых препаратов бактериофагов продолжались во Франции, Чехии и Польше, а в конце ХХ в. – и в Великобритании, США, а также в Израиле [6]. Тщательно выполненные
исследования, проведенные в Польше, включали выделение этиологического агента, подбор специфического высокоактивного фага (из коллекции более 250 фагов) с постоянным контролем в ходе лечения и заменой фага при необходимости. Подводя итог проделанной 5-летней работы, авторы сообщили о положительных результатах лечения от 75 до 100 % случаев (в среднем 92 %) бактериальных инфекций в группе больных из 550 человек [14]. Ведущее место в мировой практике разработки лекарственных форм бактериофагов в последние десятилетия заняли работы отечественных ученых, позволившие расширить ассортимент производственной продукции и перейти от жидких бактериофагов к их таблетированным формам, а в настоящее время – к концентратам, линиментам и гелям [15–17]. Номенклатура разработанных и освоенных НПО “Микроген” (Москва) препаратов насчитывает свыше десятка наименований, методы контроля каждого препарата изложены в специальном регламенте, вместе с которым утверждают и наставление по его применению, что подробно отражено в проблемной статье И.В. Красильникова и соавт. [6]. Поиск фагорезистентных штаммов микроорганизмов и подбор для них фагов с последующим включением в производство позволяют поддерживать литическую активность препаратов на высоком уровне в течение длительного времени. Очищенные от примесей концентраты бактериофагов более эффективны и менее реактогенны при введении, чем исходные жидкие формы, что показано Н.Н. Ворошиловой и соавт. на примере Enterobacter бактериофага [18]. С целью увеличения срока годности препараты высушивают. Кислотоустойчивые таблетированные формы удобнее для применения у больных. Линимент, приготовленный на ланолине и касторовом масле, обеспечивает лучшую сохраняемость бактериофага по сравнению с вазелином [13].

Противопоказаний к приему бактериофагов нет. Важными особенностями бактериофагов, обеспечивающими их преимущество перед другими препаратами, являются высокая специфичность к целевым микроорганизмам, хорошая совместимость с другими лекарственными средствами, отсутствие аллергических реакций и эффект нормализации нарушенного микробиоценоза при терапии дисбактериоза кишечника и вагинозов у женщин, что подробно изложено в материалах Отраслевого стандарта по дисбактериозам и в монографиях [3, 19, 20].

Недавно разработаны комбинированный препарат Интерфаг, содержащий интерферон и бактериофаги, и биополимер Биодерм с фагами для нанесения на раны и ожоговые поверхности. Терапевтический эффект Интерфага в стоматологической практике при лечении пародонтита составил 85 %. При синдроме избыточного бактериального роста в тонкой кишке, постдизентерийном колите клинический и бактериологический эффекты показали бактериофаги коли-протейный, стафилококковый, псевдомонадный и комплексный препарат Секстафаг. При использовании таблетированного бактериофага у ожоговых больных положительная клиническая динамика отмечена у 92,6 % пациентов по сравнению с 42,5 % за тот же период у больных контрольной группы [21].

Отсутствие противопоказаний и осложнений при применении препаратов бактериофагов, возможность их использования в сочетании с другими лекарственными препаратами, в т. ч. с антибиотиками и пробиотиками, делают их применение весьма перспективным. Активность в отношении антибиотикоустойчивых штаммов позволяет отнести ЛБФ к средствам этиотропной терапии. ЛБФ безопасны и эффективны при назначении беременным, новорожденным и детям первого года жизни [3, 17, 19]. Эффективность фаготерапии показана при лечении заболеваний, вызванных УПБ, включая дисбактериозы кишечника, гнойные поражения кожи, ЛОР-органов, опорно-двигательного аппарата, респираторного и урогенитального трактов [22, 23]. Адаптированные синегнойные и сальмонеллезный ЛБФ были успешно применены в хирургических отделениях для подавления внутрибольничных штаммов Pseudomonas aeruginosa и Salmonella typhimurium [24, 25].

В РФ на протяжении более четырех десятилетий выпускают бактериофаги для лечения и профилактики дизентерии, брюшного тифа, сальмонеллезов, а также против возбудителей ряда гнойно-воспалительных инфекций. Это стафилококковый, стрептококковый ЛБФ, бактериофаг коли жидкий, клебсиелллезный и протейный фаги, бактериофаг синегнойный жидкий. Известны комбинированные препараты из нескольких видов бактериофагов: коли-протейный, пиобактериофаг (против стафило-, стрептококков, клебсиелл, протеев, синегнойной и кишечной палочек), интести-фаг (против шигелл, сальмонелл, стафило-, энтерококков, протеев, кишечной и синегнойной палочек). Препараты ЛБФ представляют собой стерильные фильтраты бактериальных фаголизатов, их назначают внутрь и местно: орошение ран и слизистых оболочек, введение в полости матки, мочевого пузыря, уха, придаточных пазух носа, конъюнктиву глаза, а также в дренированные полости – брюшную, плевральную, в полости абсцессов после удаления гноя. Бактериофаги быстро проникают в кровь и лимфу и выводятся через почки с мочой. Тактика выбора бактериофагов в зависимости от таксономической принадлежности возбудителя представлена в табл. 1 и 2.

Таблица 1. Схема выбора бактериофагов в зависимости от таксономической принадлежности возбудителя инфекционного процесса.

В последние годы сохраняется определенная чувствительность к ЛБФ клинических штаммов стафило-, стрептококков, клебсиелл, протеев и кишечных палочек. В исследовании Н.И. Габриэлян и соавт. из 239 изолятов УПБ в НИИ траспланталогии и искусственных органов (золотистых стафилококков, псевдомонад и кишечных палочек) фагочувствительными были 67–71 % культур, значительно меньшая чувствительность была у штаммов энтерококков и коагулазоотрицательных стафилококков [26]. По данным В.М. Лахно и соавт. (2001), а также Т.С. Перепановой и соавт. (1995), фаголизабельность нозокомиальных клинических культур, изолированных при инфекциях мочевого пузыря у пациентов Института урологии, составляла для Staphylococcus aureus и коагулазоотрицательных стафилококков 70–93 %, кишечной палочки – 68–75 %, P. aeruginosa – 43–61,5 % [22, 23]. В НИИ скорой помощи им. Склифософского в течение последних лет сохранялась высокая (98,7 %) лизабельность стафилококков по отношению к ЛБФ. В НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи (Москва) М.Ю. Чернухой и соавт.(2005) были обработаны результаты 5-летних анализов на дисбактериоз кишечника 766 детей возрастом до года, страдающих дисфункцией желудочно-кишечного трата. Дети были разделены на две группы: до месяца (34 ребенка) и до года (732 ребенка). Изучены антибиотикорезистентность и чувствительность к лечебным бактериофагам 620 дисбиозных культур S. aureus и 152 штаммов Klebsiella spp. При исследовании лизабельности штаммов использовали стафилококковый и клебсиеллезный бактериофаги, интестифаг и поливалентный пиобактериофаг производства Уфимского НИИВС. Высеваемость S. aureus и клебсиелл составила 74,0 и 48,2 % соответственно. Антибиотикограммы показали, что 21,6 % изолятов S. aureus и 74,4 % штаммов клебсиелл были полирезистентными. Анализ устойчивости 620 штаммов S. aureus к антибиотикам показал, что 82,3 % культур были резистентными к ампициллину, 40,8 % – к канамицину. Метициллинрезистетные стафилококки составили 28,4 %, из них 78,0 % обладали маркерами множественной лекарственной устойчивости. Среди 152 штаммов клебсиелл 74,4 % культур характеризовались множественной лекарственной устойчивостью. Клебсиеллы и стафилококки, чувствительные ко всем антибиотикам, составили всего 1,5 и 9,9 % соответственно. При оценке чувствительности S. aureus к ЛБФ установлено, что к стафилококковому фагу были устойчивы 36,0 % культур, к поливалентному пиобактериофагу – 37,8 %, интести-фагу – 55,0 % [27].

Схема выбора бактериофагов при обнаружении ассоциаций УПБ – возбудителей инфекционного процесса

В настоящее время адекватность ЛБФ этиологической структуре возбудителей может быть достигнутой за счет постоянной адаптации бактериофагов к циркулирующим среди больных штаммам возбудителей. Для этого требуется обновление входящих в препараты рас бактериофагов, лизирующих вновь возникающие фагоустойчивые клоны возбудителей. Важным условием, обеспечивающим эффект фаготерапии, является определение чувствительности выделенного штамма к препарату назначаемого бактериофага.

Новым направлением в разработке лечебно-профилактических препаратов является получение фагассоциированных лизинов (ФАЛ), растворяющих мембраны чувствительных клеток [28, 29]. Получены первые обнадеживающие результаты на модели пневмококкового ФАЛ, растворяющего и элиминирующего Streptococcus pneumoniae из носоглотки мышей без формирования устойчивых к препарату штаммов пневмококков [30]. Использование пневмококкового ФАЛ спустя час после экспериментальной бактериемии у мышей обеспечило 100 %-ное выживание животных опытной группы против 20 % в контрольной и элиминацию возбудителя из вагины, полости рта и носа. Показана возможность использования ФАЛ, активных в отношении стрептококков групп А, В, С и Е, для лечения фарингитов в отсутствие воздействия препарата на нормальную микрофлору носоглотки [31, 32]. Получены обнадеживающие результаты по использованию ФАЛ, специфических в отношении лизиса стафило-, энтерококков и листерий [33–35].

Как известно, при лизисе клеток возбудителя в организме больного бактериальный фаголизат остается в том месте, где произошла встреча инфекционного агента с лечебным бактериофагом. Так как фаголизат состоит из разрушенных клеточных стенок бактерий и их внутриклеточных структур, взаимодействующих с различными Toll-подобными рецепторами, можно предполагать у него опосредованное за счет протективных антигенов возбудителя иммуностимулирующее действие, важное при лечении хронических воспалительных заболеваний, протекающих на фоне иммунодефицитных состояний.

В заключение следует указать, что приведенные материалы показывают перспективность применения различных форм ЛБФ для профилактики и лечения гнойно-воспалительных заболеваний различной локализации у детей и взрослых.


Бионика Медиа