Зел потенция
Назад

Бактериофаг какие бывают

Опубликовано: 25.04.2020
Время на чтение: 35 мин
0
7

Состав

Состав препарата Бактериофаг стафилококковый: В 1 мл лекарственного препарата содержится активного вещества стерильного фильтрата фаголизатов бактерий рода Staphylococcus до 1 мл.

Вспомогательные вещества: Консервант-8-гидроксихинолина сульфат — 0,0001 г/мл (содержание расчетное); или 8-гидроксихинолина сульфата моногидрат — 0,0001 г/мл (в пересчете на 8-гидроксихинолина сульфат, содержание расчетное).

Описание: Препарат Бактериофаг стафилококковый представляет собой прозрачную жидкость желтого цвета различной интенсивности.

Фармакотерапевтическая группа лекарственного препарата: МИБП-бактериофаг.

Биологические свойства: Препарат Бактериофаг стафилококковый вызывает специфический лизис бактерий Staphylococcus.

Открытие

Несомненно, многие бактериологи наблюдали и описывали проявления действия фага на бактериальные культуры. В 1896 году английский бактериолог Э. Ханкин, исследуя антибактериальное действие воды индийских рек, пришел к выводу о существовании агента, проходящего через бактериальные фильтры и вызывающего лизис холерных вибрионов.

По некоторым данным, российский микробиолог Н.Ф. Гамалея в 1897 году наблюдал лизис бацилл сибирской язвы. Однако первая научная публикация о фагах — статья 1915 года английского микробиолога Ф. Туорта, в которой он описал инфекционное поражение стафилококков, значительно изменявшее морфологию колоний.

Бактериофаг какие бывают

Инфекционный агент свободно проходил через бактериальные фильтры, и его можно было переносить из одной колонии в другую. Туорт выдвинул несколько гипотез, объясняющих это явление, в частности — гипотезу о фильтрующемся вирусе, подобном вирусам растений и животных. Однако его работа не привлекла внимания ученых, а Туорт забросил ее из-за службы в армии: началась Первая мировая.

В 1917 году канадский бактериолог Ф. Д’Эрелль независимо от Туорта сообщил об открытии вируса, «пожирающего» бактерий, — бактериофага[4]. Микробиологи того времени считали, что чума свиней вызывается совместным действием микроба и вируса. Д’Эрелль предположил, что схожая этиология и у дизентерии. С помощью свечей Шамберлана он отфильтровал фекалии больных дизентерией и добавил их в пробирки с культурами шигелл, намереваясь ввести смесь бактерий и предполагаемого вируса экспериментальным животным.

Однако на следующие сутки он обнаружил, что бульон, в котором росли шигеллы, стал прозрачным, что свидетельствовало о гибели бактерий. Профильтровав бульон из этих пробирок, он снова заразил полученными фильтратами культуры шигелл. И вновь на следующие сутки он обнаружил, что бульон стал прозрачным.

Полученное «литическое начало» можно было бесконечно пассировать от одной культуры к другой, что привело Д’Эрелля к мысли о существовании вируса, разрушающего бактерии. В дальнейшем он обнаружил фаги стафилококка, холерного вибриона и сальмонеллы. Учитывая эффективность фагов против патогенных микроорганизмов и их широкое распространение в природе, Д’Эрелль предположил, что они играют определенную роль в развитии иммунитета к инфекционным заболеваниям и выздоровлении.

В 1920–1940-е годы было проведено множество исследований по клиническому применению бактериофагов, однако стабильных результатов получено не было, и на Западе бактериофаги стали в основном объектом изучения биологов. В 1931 году Совет фармации и химии Американской медицинской ассоциации опубликовал обзор 150 работ по фаготерапии, в котором M. Итон и С.

Бэйн-Джонс [5] утверждали, что природа фага неживая; возможно, это фермент, и ошибочно связывать воздействие фага на бактерии или его терапевтический эффект с его жизнедеятельностью. Такие выводы способствовали существенному сокращению капиталовложений в исследования по медицинскому применению фагов на Западе.

В СССР в ранние годы бактериофагам уделяли достаточно внимания. В 1923 грузинский микробиолог Г.Г. Элиава, ученик Д’Эрелля, основал в Тбилиси Институт бактериофагов, ставший впоследствии Всесоюзным центром фаготерапии, коллекция которого на сегодняшний день составляет около 3000 фаговых штаммов. Однако успешное применение антибиотиков в 1960–1970-е годы практически похоронило идеи фаготерапии.

Имеются ли противопоказания?

Только индивидуальная непереносимость.

С клинической точки зрения фаги достаточно безопасны, поскольку люди с рождения встречаться с ними. Фаги – это постоянные спутники организма, они были обнаружены в желудочно кишечном тракте, коже, моче, во рту, где они содержаться в слюне. Бактериофаги являются безопасной альтернативой антибиотикам.

Это один из немногих препаратов, который не имеет каких-либо противопоказаний к назначению. Для предотвращения развития побочных явлений следует предварительно проконсультироваться со специалистом относительно схемы лечения, дозировки пиобактериофага.

При несоблюдении правил хранения использовать лекарство для лечения запрещается. Терапевтические свойства бактериофагов сохраняются только в том случае, если после вскрытия флакона его будут хранить при определенных температурах в холодильнике. Если для лечения необходимо небольшое количество жидкости, следует воспользоваться стерильным шприцем.

Происхождение

Вопросом о природе бактериофага задавался еще Туорт в своей первой статье. Д’Эрелль в своем фундаментальном труде выдвинул несколько теорий (гипотез) происхождения фагов, из которых две сохранили значение до настоящего времени: «теория вируса» и «регрессивная теория».

В рамках вирусной теории бактериофаги, подобно вирусам растений и животных, рассматриваются как прямые потомки неких очень примитивных форм, существовавших еще до появления клеток, и представляют собой автономные агенты, являющиеся облигатными паразитами бактерий. Этой теории придерживался Д’Эрелль в самом начале своих исследований, и ее принимало как нечто само собой разумеющееся большинство вирусологов.

Но эта концепция, по сути, мало что дает, так как в применении к вирусам такие термины, как автономность и паразитизм, трудно поддаются определению, а сама гипотеза сложно доказуема, поскольку нет ископаемых останков вирусов, а их родственные связи можно изучать только методами молекулярной филогенетики [6].

Согласно регрессивной теории, фаги постепенно развивались из более сложных форм жизни путем утраты всей протоплазмы, ненужной для присущего бактериофагу способа существования. Эта гипотеза лучше вписывается в современную биологию, так как промежуточные стадии процесса дегенерации довольно легко себе представить, а постепенную утрату бактериями способности к синтезу можно изучать экспериментально.

Вполне возможно, что бактериофаги произошли из примитивного полового аппарата бактерий, первоначально развившегося для передачи генетического материала от одной бактериальной клетки к другой. Это могло бы объяснить, почему некоторые фаги и в настоящее время способны выполнять эту функцию путем лизогенной конверсии.

Теория предполагает, что генетический материал фагов — это редуцированный и модифицированный нуклеоид бактерий, сохранивший гомологию с «прародителем» и потому способный с ним рекомбинировать или даже частично замещать его. Это могло бы объяснить свойства умеренных фагов, способных встраиваться в определенные локусы ДНК клетки-хозяина, становясь частью бактериального наследственного аппарата.

В процессе эволюции умеренные фаги могли путем дальнейших мутаций, влияющих на спектр литического действия[7], необратимо превращаться в вирулентные, поражающие хозяев, с которыми они не имели генетического родства. Согласно этой теории, различные штаммы фагов филогенетически не связаны друг с другом, и определенный фаг даже может быть филогенетически ближе клетке-хозяину, нежели другим фагам.

Тем не менее биоинформатические подходы — сравнения огромных массивов геномов и фолдингов белков, а особенно «архитектуры» фаговых частиц — всё же позволяют находить у бактериофагов, фагов архей и вирусов в целом филогенетически общие признаки [3], [8].

Противопоказания

Показания для применения препарата Бактериофаг стафилококковый:

  • Лечение и профилактика гнойновоспалительных и энтеральных заболеваний, вызванных бактериями рода Staphylococcus у взрослых и детей.
  • заболевания уха, горла, носа, дыхательных путей и легких (воспаления пазух носа, среднего уха, ангина, фарингит, ларингит, трахеит, бронхит, пневмония, плеврит);
  • хирургические инфекции (нагноения ран, ожоги, абсцесс, флегмона, фурункулы, карбункулы, гидроаденит, панариции, парапроктит, мастит, бурсит, остеомиелит);
  • урогенитальные инфекции (уретрит, цистит, пиелонефрит, кольпит, эндометрит, сальпингоофорит);
  • энтеральные инфекции (гастроэнтероколит, холецистит), дисбактериоз .кишечника;
  • генерализованные септические заболевания;
  • гнойно-воспалитёльные заболевания новорожденных (омфалит, пиодермия, конъюнктивит, гастроэнтероколит, сепсис и др.);
  • другие заболевания, вызванные стафилококками.

При тяжелых проявлениях стафилококковой инфекции препарат назначается в составе комплексной терапии.

С профилактической целью препарат Бактериофаг стафилококковый используют для обработки послеоперационных и свежеинфицированных ран, а также для профилактики внутрибольничных инфекций по эпидемическим показаниям.

penicillin.jpg

Важным условием эффективной фаготерапии является предварительное определение чувствительности возбудителя к бактериофагу и раннее применение препарата Бактериофаг стафилококковый;

Строение и классификация

На протяжении почти 70 лет бактериофаги, как и другие вирусы, были для биологов такими же невидимыми, как атомы для физиков, в силу их субмикроскопических размеров. И только в 1942 году, с помощью недавно изобретенного (М. Кнолль, Э. Руска, 1931 г.) электронного микроскопа, будущий нобелевский лауреат С.

Бактериофаг Т2

Рисунок 1. Изображения бактериофага Т2, полученные С. Лурия и Т. Андерсоном с помощью просвечивающего электронного микроскопа:а — первая в мире фотография бактериофага (2 марта 1942 г.); б — бактериофаг Т2 в культуре Escherichia coli (2 марта 1942 г.); в — Т2 «крупным планом» (29 марта 1962 г.).

[42] (фото а и б)

Взаимодействие с бактериями

Очень важным является то, что бактериофаги не трогают не «свои» бактерии, поэтому не вызывают гибель «хорошей» микрофлоры и, конечно, абсолютно безопасны для клеток высших организмов, включая человека.

При фаготерапии отсутствуют побочные эффекты, такие как аллергия, дисбактериоз, вторичные инфекции (например, грибковые), что нередко наблюдается при приеме антибиотиков. Бактериофаги могут применяться в комбинированной терапии с любыми лекарственными препаратами, включая антибиотики.

Препараты бактериофагов представляют собой раствор, используют их либо местно (например, на кожу или слизистые), либо принимают внутрь. В организме бактериофаги концентрируются в местах наибольшего поражения и размножаются до тех пор, пока находят бактерии-«мишени». После того, как бактерии-«мишени» закончились, фаги выводятся из организма.

Главная цель фаготерапии – остановить и повернуть вспять инфекционный процесс, чтобы дать иммунной системе организма возможность справиться с болезнью.

Бактериофаг стафилококковый обладает антибактериальной активностью в отношении клеток стафилококка. Вирусные частицы нападают на патогенные микроорганизмы и пускают внутрь свои ДНК и РНК за счет предварительного растворения оболочки. В системный кровоток основное вещество практически не проникает. Он локализируется лишь в месте воспаления, ведь существует только при условии стафилококковой инфекции. После уничтожения патогенных вирусов количество частиц бактериофага постепенно снижается, а затем он выводится из тканей организма.

Фаги — облигатные внутриклеточные паразиты, так как у них нет механизмов для выработки энергии и рибосом для синтеза белка. Размножение фага происходит только внутри бактерии-хозяина и посредством ее синтетической машинерии. Важным свойством бактериофагов является их специфичность: фаги могут поражать определенный вид бактерий (моновалентные фаги) или же только избранные штаммы/варианты внутри вида (типовые фаги, например, фаги V.

cholerae classica и El Tor), но некоторые не столь разборчивы и поражают бактерий разных видов и даже родов (поливалентные фаги) [11]. Тем не менее очень сложно судить о специфичности фагов в природных условиях, поскольку там действуют многочисленные методологические ограничения и популяционные закономерности, и порой один и тот же фаг можно принять как за «генералиста», так и за «специалиста» [12].

По характеру действия на бактерии различают вирулентные и умеренные фаги.

  1. Взаимодействие вирулентного бактериофага с клеткой происходит по литическому пути и складывается из нескольких стадий: его адсорбции на клетке, проникновения в клетку, биосинтеза компонентов фага и их сборки и выхода вирионов из клетки [13].
    Адсорбция фага PIcmlclr 100ts

    Рисунок 9. Адсорбция фага PIcmlclr 100ts на поверхности Yersinia pestis.

    микрофотографии автора статьи

    Первоначально фаг обратимо, а затем и необратимо прикрепляется к фагоспецифическим рецепторам на поверхности бактериальной клетки (рис. 9). Ими могут быть компоненты пептидогликана и тейхоевых кислот грамположительных бактерий или внешней мембраны (порины, молекулы липополисахарида) грамотрицательных, белки капсул, половых пилей и жгутиков [14]. Например, фаги Т3 и Т7 распознают липополисахарид энтеробактерий, а Т4 — еще и порин OmpC, фаг λ «неравнодушен» к мальтопорину (LamB). Бактериофаги Т2 и Т6 взаимодействуют с поринами OmpF и Tsx соответственно, а многие нитчатые и РНК-содержащие (P17, M12, f2) фаги — с пилями. Помимо рецепторов, адсорбция фага зависит от рН среды, температуры, наличия катионов и некоторых соединений (например, триптофана для Т2). При избытке фага в окружающей среде на одной клетке может адсорбироваться до 200–300 вирусных частиц [10].
    В случае Т4 и подобных энтеробактериальных фагов после необратимой адсорбции в чехле отростка высвобождаются ионы Са2 , активирующие АТФазу [10], что вызывает сокращение чехла, проталкивание стержня отростка сквозь внешнюю мембрану бактерии, локальное растворение лизоцимом пептидогликана (муреина) и инъецирование в клетку ДНК вириона. С момента попадания фаговой нуклеиновой кислоты в бактериальную клетку и до полного созревания в ней вирусных частиц проходит определенный отрезок времени, называемый латентным. Он уникален для каждой системы «бактерия — фаг» и может составлять от нескольких минут до нескольких часов [15].
    Введенная ДНК фага вызывает полную перестройку метаболизма бактерии: прекращается синтез ее собственных ДНК, РНК и белков. ДНК бактериофага может начинать транскрибироваться его же РНК-полимеразой — например, фаг N4 впрыскивает этот фермент вместе с ДНК [16]. Или же, как в случае Т4, фаг впрыскивает фермент АДФ-рибозилтрансферазу (продукт гена alt), модифицирующий хозяйскую РНК-полимеразу так, что та переключается на транскрипцию исключительно фаговых генов [17]. Синтезирующиеся мРНК поступают на рибосомы бактерии, которые послушно производят белки бактериофага: ранние (ДНК-полимеразу, нуклеазы) и поздние (белки капсида, отростка, базальной пластинки и др.). Репликация ДНК бактериофага осуществляется его собственной ДНК-полимеразой. Поздние белки и копии фаговой ДНК объединяются, образуя зрелые инфекционные фаговые частицы [18]. Затем происходит лизис клетки-хозяина: фаговые лизины (гидролазы, а не аминокислоты!) и холины изнутри пробивают отверстия в ее мембране и пептидогликане, и в клетку начинает поступать вода. В итоге бактерия лопается с выходом зрелых бактериофагов (рис. 10). При этом в зависимости от типа фага количество образовавшихся вирионов будет различным — от единичных частиц до нескольких тысяч.

  2. Лизис E. coli

    Рисунок 10. Лизис E. coli и выход фаговых частиц.Справа — зрелая форма бактериофага.

    микрофотографии автора статьи

  3. Умеренные фаги проникают в клетку так же, как и вирулентные. Например, фаг Mu инъецирует генетический материал очень схоже с Т4, но базальная пластинка Mu устроена проще, и гомологи ее компонентов обнаружены в инъекционных аппаратах большинства фагов с сократимым чехлом. Более того, подобные компоненты характерны и для бактериальных наномашин вроде системы секреции VI типа и R-тейлоцинов (рис. 11) [19]. Умеренный фаг инициирует лизогенный цикл, при котором он вместо репликации обратимо взаимодействует с геномом бактерии-хозяина, интегрируясь в хромосому (фаг λ), либо поддерживается в клетке в виде низкокопийной плазмиды (фаги P1 и N15) [15]. В первом случае ДНК фага пассивно реплицируется в составе хромосомы. Так или иначе при делении бактерии фаговый геном передается дочерним клеткам. Такое состояние фага называется профагом, в нём вирус может находиться во многих поколениях потомства первой зараженной им клетки. Бактерия, содержащая профаг, лизогенна до тех пор, пока при определенных условиях профаг не активируется и не вступит в литический цикл. Переход от лизогении к лизису называется лизогенной индукцией, или индукцией профага. На индукцию фага оказывают влияние условия внешней среды, состояние клетки хозяина, наличие питательных веществ и т.д.
Дефектные фаги

Рисунок 11. Дефектные фаги — пиоцины (бактериоцины Pseudomonas aeruginosa). Многие бактерии (особенно γ-протеобактерии) экспонируют на своей поверхности тейлоцины (tailocins) — «перевернутых безголовых фагов». Эти фаговые хвосты незаменимы в конкурентной борьбе бактерий с близкими родственниками (такие структуры называют бактериоцинами), а иногда служат для поражения эукариотических клеток (PLTS, фагоподобные структуры для транслокации белков). Гены тейлоцинов бактерии заимствовали у различных профагов семейств Myoviridae и Podoviridae, причем ДНК одной бактерии может содержать несколько генетических кластеров разных тейлоцинов наряду с полноценными родственными либо неродственными профагами, кодирующими все «запчасти» вириона [43]. Размножаться «дефектные фаги» не могут из-за отсутствия головки с ДНК, однако множественные отростки на поверхности клетки-хозяина способны подобно шприцам с токсичным содержимым повреждать клетки жертв.

микрофотография автора статьи

Что применяют сегодня

Бактериофаги – это специфические вирусы, разрушающие патогенные и условно-патогенные для человеческого организма бактерии. Эти микроорганизмы безопасны для человека, то есть не могут вызвать развитие заболеваний.

Бактериофаги могут применяться как для лечения, так и для профилактики кишечной патологии.

Виды бактериофагов

Классифицируют бактериофаги в зависимости от свойств вируса, входящих в его состав, а также в зависимости от бактерии, которую этот фаг может уничтожить.

Бактериофаг какие бывают

Бактериофаги специфичны в своем воздействии, то есть эффективны по отношению к какой-то одной (реже нескольким) патогенным бактериям. В зависимости от возбудителя, в отношении которого действует бактериофаг, выделяют такие его виды:

  • брюшнотифозный (против Salmonella typhi);
  • дизентерийный (против Shigella);
  • клебсиеллезный (против Klebsiella);
  • колифаг (против Escherichia coli);
  • протейный (против Proteus);
  • синегнойный (против Pseudomonas aeruginosa);
  • стафилококковый (против Staphylococcus);
  • интести (поливалентный фаг против сальмонелл, шигелл, стафилококков, синегнойной палочки и эшерихий);
  • пиобактериофаг (комбинированный и моновалентный).

Разделяют также бактериофаги по количеству компонентов: моновалентный (против одного вида патогенных бактерий) и поливалентный (комплексного действия, против нескольких видов бактерий).

Бактериофаги применяются в комплексном лечении и профилактике кишечных инфекций. Их использование целесообразно при:

  • повторяющихся эпизодах кишечных инфекций;
  • резистентности к антибиотикам;
  • аллергических реакциях на антимикробные препараты;
  • возможном риске тяжелых системных реакций;
  • тяжелой сопутствующей хронической патологии;
  • маленьком возрасте пациента (до 1 года).

Целесообразность применения того или иного бактериофага определяет врач-инфекционист или гастроэнтеролог. Для начала такого специфического лечения необходимо специфическое подтверждение диагноза кишечной инфекции, то есть обнаружение патогенной бактерии в биологической жидкости пациента.

По механизму действия различают такие виды:

  • Умеренные бактериофаги. Внедряются в бактериальную клетку, изменяют некоторые процессы ее метаболизма, но не оказывают прямого цитопатического эффекта. Клетка патогенной бактерии погибает в результате прекращения важнейших биохимических реакций.
  • Вирулентные (патогенные) бактериофаги. Разрушают клетку патогенной бактерии, то есть вызывают ее лизис, поэтому называются фаголизатами. После разрушения патогенной бактериальной клетки наружу выходят фаговые клетки, которые могут заражать и разрушать новые бактериальные клетки.

Бактериофаги, даже поливалентные не оказывают какого-либо воздействия на собственную нормальную микрофлору кишечника. Все виды фаголизатов действуют только в просвете кишечника, то есть не всасываются и не попадают в системный кровоток. Именно поэтому вероятность побочных эффектов у пациентов любого возраста практически нулевая.

Преимущество бактериофагов Недостатки бактериофагов
  • безопасность использования у пациентов любой возрастной группы, а также с соматической хронической патологией;
  • возможность назначения детям первого года жизни;
  • разрешен к использованию беременным и кормящим женщинам;
  • нет проникновения в системный кровоток;
  • побочные эффекты и передозировка не описаны;
  • возможность сочетания с другими лекарственными средствами;
  • высокая специфичность действия;
  • к бактериофагам не вырабатывается резистентность;
  • собственная микрофлора кишечника не страдает.
  • бактериофаг действует только против одного вида бактерии и не эффективен по отношению к другим (например, дизентерийный бактериофаг не может уничтожить возбудитель брюшного тифа);
  • для получения положительного результата необходимо постоянное и длительное применение (не менее 5-7 дней, в идеальном случае 2-3 недели);
  • необходимость специфического подтверждения диагноза (бактериологический посев), которое может быть получено не ранее, чем 4-5 день болезни.

Некоторые преимущества бактериофагов можно рассматривать как оборотную сторону медали, то есть определенное достоинство рассматривается как недостаток.

Бактериофаги классифицируют в зависимости от возможности уничтожить определенный вид бактерии. В настоящее время наиболее часто используются:

  • «Интести» – универсальный бактериофаг, который эффективен по отношению к сальмонеллам, шигеллам, кишечной и синегнойной палочке, а также клебсиелле, может быть использован для лечения пациента до получения результатов бактериологического обследования;
  • моновалентный дизентерийный – для лечения шигеллезов;
  • моновалентный брюшнотифозный – для терапии брюшного тифа (но не паратифов);
  • моновалентный клебсиеллезный – для лечения ОКЗ, вызванных различными штаммами клебсиеллы;
  • поливалентный колибактериофаг – для комплексной терапии ОКИ, вызванных патогенными и условно-патогенными штаммами кишечной палочки.

Целесообразно применение поливалентного бактериофага («Интести») на начальном этапе клинических проявлений кишечной инфекции. А также результативным является назначение этого специфического лекарственного средства при затяжных формах кишечных инфекций. В некоторых случаях допускает использование нескольких бактериофагов – до выяснения этиологии кишечного заболевания.

Многие бактериофаги используются перорально и в клизмах, допускается сочетанное применение. В любом случае исключаются внутримышечные и внутривенные инъекции. Бактериофаг имеет нейтральный вкус, поэтому не вызывает отвращения при употреблении.

Сравнивать бактериофаги и антибиотики не совсем правильно, так как это разные фармацевтические группы. Следует отметить несколько наиболее важных моментов:

  • антибиотики обладают широким спектром действия (против многих бактерий), а бактериофаги узкоспецифичны;
  • для назначения бактериофага нужно знать вид микроба, а при антибиотикотерапии это не всегда важно;
  • длительность применения бактериофагов больше, чем антибиотиков;
  • к бактериофагам не развивается устойчивость, а к антибиотикам развивается;
  • бактериофаги не вызывают системных побочных эффектов в отличие от антибиотиков;
  • бактериофаги можно применять пациентам любого возраста, а антибиотики имеют возрастные ограничения.

Решающее слово в выборе антибиотика или бактериофага принадлежит врачу.

Бактериофаги – это лекарственные средства для лечения и профилактики кишечных инфекций. Следует отметить, что профилактический эффект бактериофага сохраняется недолго – не более суток. Для предотвращения заражения тем или иным возбудителем кишечной инфекции необходимо постоянно пить бактериофаг, что технически невозможно.

Целесообразно использовать это лекарственное средство при высоком риске инфицирования, например, при непосредственном контакте с больным кишечной инфекцией.

Справиться с болезнями человеку помогают не только химические или природные препараты, но и живые микроорганизмы, которые включают в состав лекарств. Среди них есть бактериофаги, виды и назначение которых будут рассмотрены этой статье.

По своей природе бактериофаг относится к вирусам и ведет себя соответственно. Это неклеточная форма жизни, которая во внешней среде имеет вид неживых кристаллов.

Внутриклеточный паразит, который попадая на поверхность бактериальной клетки, «впрыскивает» в нее свою РНК, растворяя клеточную оболочку.

Вскоре вновь образованные бактериофаги (100-200 шт.) покидают пораженную клетку, разрывая ее и вызывая гибель. Не случайно «бактериофаг» в переводе – это «пожиратель бактерий». После полного уничтожения «армии бактерий», бактериофаги заметны на протяжении 5 дней, а затем покидают организм.

Вирусы в 100 раз мельче бактерий, что позволяет им быстро находить крупного потенциального врага. Классификация 15 вирусных семейств бактериофагов (bakteriohaqum), которые находятся под пристальным вниманием медицины, отличаются по строению генома и принципу действия на бактериальную клетку. По специфичности действия они подразделяются на:

  • контактирующие с конкретным видом бактерий (моновалентные);
  • уничтожающие определенный тип bacterium (типовые);
  • влияющие на несколько видов одновременно (поливалентные).

Способ взаимодействия с бактериями также различается. При продуктивном подходе попавший в микроорганизм bakteriohaqum активно размножается, вызывая гибель клетки-хозяина.

Интегративный вариант подразумевает включение ДНК фага в геном бактерии. При этом микроб слабеет, становится уязвимым и со временем погибает.

При абортивном взаимодействии не происходит размножение фагов, и бактерия остается живой.

Название наиболее часто используемых в лечении бактериофагов отражает их действие на конкретный микроорганизм или их видовое разнообразие; известны дизентерийный, стафилококковый, стрептококковый, синегнойный и другие виды фагов.

Вирус и бактерия контактируют между собой и по типу контакта известны вирулентные фаги, которые быстро размножаются внутри клетки, приводя ее к быстрой гибели. Ко второй группе относятся умеренные бактериофаги, которые обладают лизогенным эффектом.

Они действуют медленно, но верно, приводя к необратимым изменениям в первом и последующих поколениях микробов.

Фаговая терапия рекомендуется лицам с аллергией на антибиотики, показана при беременности и не вызывает нарушение эмбрионального развития плода. Вakteriohaqum составляют достойную конкуренцию антибиотикам. Цель приема антибиотиков и бактериофагов совпадает, но неклеточная форма жизни обладает рядом преимуществ:

  1. Оказывают положительное влияние на состояние местного иммунитета, не разрушая этот защитный барьер.
  2. Проникают вглубь организма и действуют до тех пор, пока не уничтожат болезнетворную микрофлору. Происходит избирательное уничтожение: полезных микробов они не трогают.
  3. Возможно их использования параллельно с другими методами лечения. Доказано, что они усиливают действие антибиотиков.
  4. У фагов нет побочных эффектов. Уничтожив вредоносных бактерий, они исчезают.
  5. Выражено воздействие при вялотекущем хроническом заболевании в том случае, когда бактерии приобрели устойчивость к антибиотикам, потеряли к ним чувствительность. Резистентность к вирусам у них не вырабатывается.
  6. Не нанесут вреда взрослым, детям (с первого года жизни), беременным, пожилым. Являются альтернативой для людей, склонных к аллергии на химические соединения в препаратах, а также страдающих от побочных эффектов на некоторые из них.
Возраст Доза на 1 прием (мл)
перорально ректально
0-6 мес. 5 5-10
6-12 мес. 10 10-20
от 1 года до 3 лет 15 20-30
от 3 до 8 лет 15-20 30-40
от 8 лет и старше 20-30 40-50

Лечение бактериофагами различных бактериальных и иных патологий: схема, курс

Казалось бы: если бактериофаги атакуют любых бактерий и их численность настолько велика (фаги — самые многочисленные вирусные формы в биосфере Земли, их общее количество — 1030–1032 фаговых частиц [21], что примерно равно количеству бактерий, 4–6×1030), то почему они до сих пор не уничтожили всех бактерий?

Ответ очевиден: в процессе эволюционного соразвития бактерии выработали своего рода иммунитет против фагов. Причем иммунитет многослойный. Во-первых, бактерия может быть изначально лишена рецепторов к тому или иному фагу или лишиться их посредством мутаций. Во-вторых, бактерия может быть иммунизирована уже «прописавшимися» в ней профагами, которые с помощью специфических репрессоров просто не дадут вновь прибывшим сородичам размножиться.

А в-четвертых... В 2005 году стало известно, что функциональной основой бактериального иммунитета является система CRISPR[22], двумя годами позже — что для ее работы критически важен белок Cas, а в 2012-м уже появилась возможность создания инженерных систем на основе CRISPR-Cas9 Streptococcus pyogenes[23].

Работа системы CRISPR-Cas основана на том, что небольшой фрагмент, вырезанный из проникшей в бактериальную клетку фаговой ДНК, вставляется в специальный участок (локус CRISPR) генома бактерии. Каждый локус CRISPR содержит множество таких вставок (спейсеров, разделенных особыми короткими нуклеотидными повторами), представляющих собой фрагменты ДНК встреченных когда-либо фагов и плазмид.

На основе спейсеров синтезируются молекулы РНК, комплементарные соответствующему участку фагового (или плазмидного) генома. Эти РНК в комплексе с белками Cas затем опознают и обезвреживают мишень — чужеродную ДНК с комплементарной последовательностью нуклеотидов. Таким образом, если в клетку однажды проникла фаговая ДНК, но клетка выжила и встроила фрагмент чужеродного генома в свой нуклеоид, то последующие попытки таких же фагов эксплуатировать клетку или ее потомков будут неэффективны [24].

Впрочем, бактериофаги за счет случайных мутаций и отбора умеют обходить системы CRISPR-Cas. Чтобы конкретный спейсер потерял эффективность, достаточно даже незначительного изменения комплементарного ему фрагмента фагового генома. Поэтому фаги успешно и довольно быстро преодолевают приобретенный иммунитет бактерий за счет точечных мутаций.

С другой стороны, системы CRISPR очень широко распространены у бактерий и, судя по всему, обеспечивают своим обладателям надежную защиту. Эффективность CRISPR обеспечивается тем, что даже две разные бактерии одного и того же штамма встраивают в свой геном разные спейсеры, соответствующие разным участкам генома фага.

В результате популяция бактерий быстро приобретает генетическое разнообразие, что значительно повышает их шансы на выживание. Точечные мутации, «обезвреживающие» один спейсер, позволят фагам заразить только небольшую часть бактериальной популяции. К тому же, бактериофаг не может определить заранее, какие спейсеры имеются у конкретной клетки. Поэтому большинство фагов в полиморфной популяции бактерий погибает даже при высокой скорости появления точечных мутаций.

у них распространились мутации, меняющие рецептор, к которому прикрепляется фаг. Такой способ защиты оказался менее эффективным, так как по истечении 30 суток эксперимента бактериофаги всё еще находились в популяции. Чтобы доказать, что разнообразие спейсеров системы CRISPR-Cas — основа эффективности коллективной иммунной защиты, ученые сравнили устойчивость к фагам у бактериальных популяций с разным уровнем разнообразия спейсеров.

Бактериофаг стрептококковый

Оказалось, что фаги в монокультурах бактерий уже в первые сутки приобретали мутации, нейтрализующие соответствующие спейсеры. У фагов же в популяциях, составленных из нескольких клонов бактерий с различными спейсерами, устойчивость формировалась лишь в немногих случаях. В популяциях, сформированных из 24–48 клонов, фаги не смогли преодолеть защиту CRISPR-Cas.

Отсюда следует, что в монокультуре единичная мутация фаговой ДНК, обеспечивающая защиту от конкретного спейсера, позволяет фагу заразить любую бактерию, а в полиморфной культуре из 48 клонов точно такая же мутация обеспечивает успех с вероятностью лишь 1/48. Даже при условии, что ДНК фага встроится в бактерию, защиту которой он преодолел, его потомки снова столкнутся с той же проблемой, и она будет усугубляться по мере снижения численности бактерий, чувствительных к этому фагу.

Таким образом, точечные мутации и отбор — недостаточно эффективная для вирусов эволюционная стратегия, что объясняет успешность систем CRISPR-Cas и их широкое распространение у бактерий. Но тогда почему бактериофаги до сих пор не «вымерли» — раз эта система так эффективна? Не так давно у них обнаружили особые гены, подавляющие работу CRISPR [29].

А что же могут противопоставить бактерии? Ответ, опять же, в разнообразии: существует много разных вариантов системы CRISPR, каждый из которых уязвим только для некоторых анти-CRISPR-генов и защищен от других. Содержать же в своем геноме множество подобных генов бактериофаги не могут, так как отбор у них ведется преимущественно в направлении компактизации генома — в угоду увеличению скорости размножения.

Такая антагонистическая коэволюция фагов и бактерий, протекающая параллельно на разных уровнях и в разных временных масштабах (формирование новых спейсеров бактериями — точечные мутации фагов, выработка новых генов анти-CRISPR — формирование новых вариантов системы CRISPR) позволяет соблюдать баланс в системе «бактериофаг — бактерия» на уровне одной популяции и биоценоза в целом [28], [30].

Патогенные бактерии, с которыми связывают множество заболеваний, существуют уже миллиарды лет, но эффективные препараты против них стали появляться не более столетия тому. О таких лекарствах против бактерий, как антибиотики, знают даже дети.

А вот о том, что у этих антибактериальных препаратов существует не менее эффективная замена, известно далеко не всем. Этой заменой являются бактериофаги, которые и лекарством-то можно назвать с натяжкой, как и различные вакцины.

Тем не менее, практика показывает, что лечение бактериофагами сродни терапии антибиотиками, только намного безопаснее для человека, поскольку практически не имеет побочных эффектов.

Бактерии являются причиной различных болезней людей, которые при неэффективном лечении могут даже привести к смертельному исходу. Это непреложная истина, с которой никто не станет спорить. Но почему-то мало кто из нас всерьез задумывался над вопросом, существуют ли вредители у самих бактерий, способные привести их к гибели?

Вопрос, кстати, вполне закономерный, ведь на нашей планете практически у всех живых существ имеются враги. Есть они и у бактерий. Имя этим микроорганизмам – бактериофаги, которые настолько малы, что могут проникать в микроскопические бактериальные клетки, и настолько коварны, что могут привести клетку бактерии к саморазрушению.

О таком явлении, как бактериофагия, человечество узнало ровно 100 лет назад, хотя оно существует очень и очень давно. Имя микроорганизмам дал французско-канадский микробиолог Ф. Д’Эрелль, и обозначает оно «пожиратель бактерий». Дальнейшее изучение бактериофагов подвергло сомнению справедливость такого названия микроорганизмов, однако менять ничего уже не стали.

Иными словами, это вирусы, поражающие не человека или животных, а бактерий, паразитирующих в живых организмах, что и привело к мысли в 1921 году провести эксперимент лечения бактериофагами тяжелой диареи у ребенка.

Эксперимент прошел успешно, что и дало толчок ученым продолжить работу в этом направлении.

Что представляют собой бактериофаги? Вирусная частица (вирион) – это некий микроскопический головастик, тело которого состоит из головы и длинного хвоста. Как уже упоминалось, это неклеточная форма живого организма, которая не представляет себе существования вне клетки-хозяина.

Головка бактериофага несет в себе некую генетическую информацию (программу), заключенную в молекуле нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), которая защищена белковой оболочкой (капсидом).

Хвост бактериофага – это ни что иное как продолжение капсида. Он используется для движения вируса внутри живого организма и «программирования» клеток-хозяина (впрыскивания генетического материала внутрь бактериальной клетки).

Существуют и атипичные формы бактериофагов: бесхвостые и нитевидные.

Размер бактериофагов неимоверно мал. Они в десятки и сотни раз меньше микроскопических микроорганизмов, внутри которых паразитируют. Так головка самого большого бактериофага составляет в диаметре 140 нанометров (для сравнения 1 мм равен 1 миллиону нанометров).

Существует множество разновидностей бактериофагов. Можно сказать, что их существует столько же видов, сколько есть различных форм и штаммов бактерий.

Количество бактериофагов на планете приблизительно совпадает с количеством имеющихся на ней бактерий. В цифрах это порядка 1030-1032 вирионов.

Механизм действия бактериофагов заключается в том, чтобы передать генетическую информацию клетке, внутри которой вирус сможет размножаться.

#

Сами они не вырабатывают энергию и не могут синтезировать белок для построения клетки, внутри которой бактериофаг мог бы давать потомство (а ведь это смысл их существования).

Получение бактериофагов

Фаговые бляшки

Рисунок 12. Фаговые бляшки (зоны лизиса на культуре E. coli).

«Википедия»

Бактериофаги широко распространены в природе. Везде, где есть бактерии — есть фаги. Их можно выделить из открытых полостей организма человека и животных, водоемов, сточных вод, почвы, из соответствующих культур бактерий и т.д. Большое количество бактериофагов находится в выделениях больных людей и животных, особенно в период выздоровления от инфекционных заболеваний.

Таким образом, поиск и выделение новых фагов не представляет трудности. Для выделения бактериофага исследуемый материал (воду, испражнения, гной, почву и др.) засевают в жидкую питательную среду, инкубируют в термостате, и через сутки помутневшую жидкость пропускают через бумажный, а затем через бактериальный фильтры, асбестовые пластины, керамические свечи.

Полученный фильтрат исследуют на наличие бактериофага путем совместного посева с подходящей микробной культурой на плотные или в жидкие питательные среды. Если бактериофаг выделился, то после 18-часовой инкубации на поверхности агара вырастает сплошной газон культуры с прозрачными бляшками — зонами лизиса (рис. 12). В бульоне бактериофаг обусловливает просветление среды.

Для выделения чистой культуры бактериофага материал из отдельной бляшки переносят бактериологической иглой в суспензию молодой микробной культуры.

Материал из вновь возникшего стерильного пятна засевают вместе с фагочувствительными микробами в жидкую питательную среду. После 6–18 часов инкубации среду фильтруют и получают чистую культуру бактериофага.

Для изготовления серийного препарата бактериофага применяют только апробированные штаммы и культуры микробов, обладающие типичными морфологическими, биохимическими и серологическими свойствами. Штаммы бактериофагов должны быть музейными и рабочими. Музейные производственные штаммы ежегодно обновляются путем выделения новых или пассажами имеющихся фаговых штаммов через организм больного, а также адаптацией к свежевыделенным, резистентным к данному бактериофагу культурам.

Промышленное получение бактериофага в настоящее время осуществляют в специальных аппаратах — реакторах емкостью 250–1000 л, с применением аэрации как фактора, стимулирующего развитие микроорганизмов. В реактор наливают жидкую питательную среду, которую стерилизуют при температуре 110 °С в течение 40 минут.

После стерилизации среду охлаждают до 39 °С и засевают соответствующей микробной культурой и бактериофагом одновременно. Для засева используют 18-часовые агаровые культуры, которые прибавляют из расчета 50 млн микробных клеток на миллилитр среды. Бактериофаг добавляют в количестве не более 0,3 % по отношению к объему питательной среды.

Среду с бактериальной культурой и фагом оставляют при температуре 37 °С на 6–18 часов. Фаги активно размножаются внутри бактериальных клеток и вызывают их лизис, что внешне проявляется полным просветлением среды. К полученному лизату добавляют в качестве консерванта хинозол (0,01 %) или фенол (0,25 %) и не позже чем через два часа после этого фильтруют содержимое реактора через бактериальные фильтры для удаления оставшихся микробных клеток.

Полученный препарат бактериофага должен иметь вид совершенно прозрачной жидкости желтого цвета. Он проходит контроль на стерильность, безвредность и литическую активность. Безвредность препарата проверяют путем введения животным. Например, брюшнотифозный и дизентерийный бактериофаги вводят подкожно трем мышам по 1 мл, либо внутривенно одному кролику 5 мл.

За животными наблюдают в течение 3–4 суток. Литическую активность бактериофага определяют титрованием в жидкой питательной среде методом Аппельмана, на плотной питательной среде — методом Отто. За титр бактериофага при определении методом Аппельмана принимают то его наибольшее разведение, которое вызывает полный лизис тестовой культуры микроорганизмов.

После проведения контрольных исследований препарат разливают во флаконы нейтрального стекла. Помимо жидких препаратов бактериофага могут изготавливать и сухие. Для их получения фаголизат осаждают сернокислым аммонием, осадок отделяют от жидкой части, добавляют к нему стабилизатор (9 % глюконат кальция), смесь тщательно растирают и лиофилизируют [31].

Бактериофаги – виды и назначение

В новосибирской клинике проводится экспериментальное лечение диабетической стопы – грозного осложнения диабета, которое может привести к гангрене, потере конечности и инвалидизации больного. Бактериальная инфекция является одним из факторов, вызывающих эту тяжелую патологию. При фаговой терапии диабетической стопы из больных тканей берут мазок для выявления конкретной бактерии-патогена. Затем из коллекции бактериофагов подбирают тот, который способен лизировать именно эту бактерию. Фаговый препарат наносят на стерильную салфетку, которую прикладывают к ране. Лечение длится около недели

вырезаясь из генома одной бактерии, они могут прихватывать с собой в капсид ее гены и, инфицируя другую клетку, передавать их новому хозяину. Есть все основания предполагать, что большинство бактерий содержит профаги. Многие культуры несут 2–4 и даже более умеренных фагов, то есть являются полилизогенными. Например, многие актиномицеты и клубеньковые бактерии содержат в геноме четырех и более профагов.

Способность фагов менять фенотип бактерий путем привнесения чужеродных (и фаговых в том числе) генов может быть одновременно залогом процветания для бактерий и источником больших проблем для человечества: так бактерии могут приобретать факторы вирулентности и устойчивости — к другим фагам, антибиотикам и прочим воздействиям (если фаг, например, награждает бактерию способностью формировать биопленки) [32].

В 1951 году была описана фаговая конверсияCorinebacterium diphtheriae: оказалось, что ген tox, кодирующий дифтерийный токсин, в геном нетоксигенных бактериальных штаммов привносится умеренным фагом β. В результате коринебактерия производит сильнейший токсин, инактивирующий в человеческих клетках один из компонентов трансляционного аппарата — EF-2 (эукариотический фактор элонгации 2).

> Здоровье > Средства > Бактериофаги – классификация, виды и назначение

Терапия бактериофагами – довольно новое течение современной медицины. Принцип действия такого лечения заключается в репродукции бактериальной клетки, путём разрушения вредоносных бактерий и заменой их на здоровые. Основное назначение бактериофагов – безопасное и эффективное лечение бактериальных инфекций и вирусов.

  • Бактериофаги: виды и назначение
  • Классификация бактериофагов
  • Преимущества и недостатки
  • Бактериофаги в педиатрии
  • Бактериофаги: список препаратов и цена
  • Аналоги

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.

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.

Доказано, что лечение бактериофагами является наиболее безопасной заменой пенициллиновой терапии в лечении бактериальных инфекций. Среди основных преимуществ выделяют следующие:

  1. Они обладают намного меньшим количеством побочных эффектов, в сравнении с антибиотиками. Замечено, что на бактериофаги крайне редко отмечается аллергическая реакция, и гораздо реже происходит вторичные отрицательные эффекты в организме человека.
  2. Сочетаются с совершенно любыми видами препаратов, в том числе и пенициллинового ряда, не вызывают привыкания.
  3. Все препараты имеют очень удобную для потребителя форму выпуска: растворы для приёма перорально или таблетки.
  4. При продолжительном использовании фагов, не отмечается угнетения иммунной системы.
  5. Излечивают даже неострые, вялотекущие воспалительные процессы и вирусы, при которых использовать антибиотики считается нецелесообразным.
  6. В отличие от других медикаментов, к которым у большинства вирусов и микробов развивается постепенная резистентность, адаптироваться к фагам, вредным микроорганизмам практически невозможно.

Но, стоит отметить, что подобная терапия имеет и ряд недостатков, которые также следует учесть перед началом лечения. К ним относятся такие:

  • вероятность переноса генома бактерии между микроорганизмами;
  • сложности с подбором наиболее подходящей для лечения группой бактериофагов;
  • общий курс терапии вируса занимает не менее 20 дней, в то время, как лечение антибиотиками проходит всего 3–7 суток.

Использование фагов при лечении детских инфекционных заболеваний требует особенно тщательной диагностики и подбора препарата. Перед назначением, ребёнку необходимо пройти бактериостатический и бактериологический анализ на состояние микрофлоры.

Как грудничкам, так и детям более старшего возраста бактериофаги назначаются при лечении следующих заболеваний:

  • Инфекции органов слуха.
  • Воспалительные процессы органов дыхания (горла, трахеи, носоглотки, лёгких, носа, гортани).
  • Инфекции мочеполовой системы.
  • Глазные заболевания с имеющимся воспалительным процессом (поражение роговицы, конъюнктивит).
  • Инфекционные процессы желудочно-кишечного тракта (холецистит, гастроэнтероколит, дисбактериоз).
  • Гнойные раны, хирургические инфицирования, абсцессы, ожоги, фурункулёзы и многое другое.

Лечение бактериофагами допустимо и для детей самого младшего возраста, поскольку эти медикаменты обладают намного более низким процентом побочных эффектов и не наносят вреда чувствительной микрофлоре кишечника у новорождённого.

Правила, которых необходимо придерживаться во время лечения:

  1. Перед тем как ввести бактериофаг грудничку или ребёнку постарше – необходимо провести при помощи клизмы обязательный ректальный тест на переносимость. У маленьких детей нередко происходит реакция отторжения в виде обильного срыгивания или поноса.
  2. Перед тем как проводить лечение Интести препаратом, который назначается при желудочно-кишечных инфекциях у детей, следует обязательно уточнить дозировку у педиатра.
  3. Перед применением этих препаратов для грудного ребёнка, может потребоваться ряд дополнительных анализов и тестов на переносимость препарата.
Бактериофаг Коли средство для приёма внутрь средняя цена – 600 руб
Бактериофаг стрептококковый для наружного, местного или внутреннего применения средняя цена – 760 руб
Клебсиелл пневмонии препарат для приёма внутрь средняя цена – 500 рублей
Колипротейный фаг предназначен для приёма внутрь средняя цена – 700 руб
Бактериофаг протейный предназначен для приёма внутрь, средняя цена – 550 руб
Псевдомонас (синегнойный бактериофаг) средство для приёма внутрь средняя цена – 670 руб
Клебсиелл поливалентный предназначен для приёма внутрь ценна – 770 руб

Аналоги

Медикаментов сопоставимых с бактериофагами по своей структуре найти невозможно. При замене назначаются препараты сопоставимые по своим свойствам, но с совершенно иными действующими компонентами.

Бактериофаг какие бывают

Подбор фармацевтических средств, должен производиться исключительно профессиональным врачом. В некоторых ситуациях стафилококковые средства заменяются на Зивокс, Фосфомицин, Линемакс, Фортераз, Монурал.

При этом следует помнить, что химические препараты имеют гораздо больше побочных эффектов, более негативно влияют на иммунную систему и работу кишечника.

Единственной эффективной альтернативой применению антибиотиков от болезнетворных бактерий на сегодняшний день являются фаги или бактериофаги.

Они представляют собой специфические вирусы, которые избирательно поражают различные типы микробов.

Медицине известно несколько групп, на которые подразделяются бактериофаги – виды и назначение данных микроорганизмов служат основанием для общепринятой классификации.

Существует 19 семейств рассматриваемых вирусов. Они различаются по типу нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), строения генома и форме.

В медицинской практике бактериофаги классифицируют в соответствии со скоростью поражения патогенных бактерий:

  1. Вирулентные. Вирус, попадая в клетки микробов, начинает быстро и активно размножаться, почти мгновенно приводит к гибели бактерий (литический эффект).
  2. Умеренные. Бактериофаги медленно и лишь частично разрушают строение болезнетворных микроорганизмов, но вызывают в них необратимые изменения, которые передаются следующим поколениям микробов (лизогенный эффект).

Сегодня описываемые виды вирусов применяются в качестве альтернативы антибиотикам для лечения разнообразных бактериальных инфекций. Среди их преимуществ стоит отметить следующие достоинства:

  1. Удобная форма выпуска. Бактериофаги производятся в таблетках и в виде раствора для перорального приема.
  2. Меньшее количество побочных действий. В отличие от антибиотиков, бактериофаги реже вызывают аллергические проявления, не производят вторичных негативных эффектов на организм.
  3. Отсутствие резистентности микробов. Бактериям сложнее адаптироваться к вирусам, а к комплексному воздействию почти невозможно.

Форма выпуска

Основная форма выпуска представлена раствором. Он упаковывается во флаконы объемом 50 или 100 мл в одной коробке и емкостью 20 мл комплектами по 4 штуки, как показано на фото. Другие формы выпуска препарата:

  • таблетки по 10, 25 или 50 штук, расфасованные по картонным упаковкам;
  • аэрозоль объемом 25 мл;
  • мазь во флаконах по 10 или 20 г;
  • ректальные суппозитории, упакованные по 10 штук.
  • Симптомы стафилококка и методы лечения
  • Симптомы и лечение золотистого стафилококка у ребенка и взрослого
  • Стафилококк у взрослых — симптомы и лечение

Применение бактериофагов в медицине

В случае если до применения бактериофага для лечения ран применялись химические антисептики, рана должна быть тщательно промыта стерильным натрия хлорида раствором 0,9 %.

2. При введении в полости (плевральную, суставную и другие ограниченные полости) до 100 мл, после чего оставляют капиллярный дренаж, через который Бактериофаг стафилококковый вводят в течение нескольких дней.

3. При циститах, пиелонефритах, уретритах препарат принимают внутрь. В случае если полость мочевого пузыря или почечной лоханки дренированы, Бактериофаг стафилококковый вводят через цистостому или нефростому 1-2 раза в день по 20-50 мл в мочевой пузырь и по 5-7 мл в почечную лоханку.

4. При гнойно-воспалительных гинекологических заболеваниях препарат Бактериофаг стафилококковый вводят в полость вагины, матки в дозе 5-10 мл ежедневно однократно, при кольпите — по 10 мл орошением или тампонированием 2 раза в день. Тампоны закладывают на 2 часа.

5. При гнойно-воспалительных заболеваниях уха, горла, носа препарат вводят в дозе 2-10 мл 1-3 раза в день. Бактериофаг стафилококковый используют для полоскания, промывания, закапывания, введения смоченных турунд (оставляя их на 1 час).

6. При энтеральных инфекциях, дисбактериозе кишечника препарат принимают внутрь 3 раза в день за 1 час до приема пищи. Возможно сочетание двукратного приема внутрь с однократным ректальным введением разовой возрастной дозы бактериофага в виде клизмы после опорожнения кишечника.

В жизненном цикле биопленки выделяют несколько стадий: первичное прикрепление микроорганизмов к поверхности (адгезия) (1); фиксация (окончательное прикрепление) с выделением внеклеточных полимеров (2); созревание, когда в колонии накапливаются питательные вещества, а клетки начинают делиться (3); дисперсия – выброс с поверхности биопленки микроорганизмов, которые могут стать родоначальниками новых колоний (4)

Бактериофаг применяют в виде высоких клизм (через газоотводную трубку, или катетер) 2-3 раза в сутки в дозе 5-10 мл. При отсутствии рвоты и срыгивания возможно применение препарата через рот. В этом случае он смешивается с грудным молоком. Возможно сочетание ректального (в виде высоких клизм) и перорального (через рот) применения препарата.

Курс лечения 5-15 дней. При рецидивирующем течении заболевания возможно проведение повторных курсов лечения. С целью профилактики сепсиса и энтероколита при внутриутробном инфицировании или опасности возникновения внутрибольничной инфекции у новорожденных детей Бактериофаг стафилококковый применяют в виде клизм 2 раза в день в течение 5-7 дней.

При лечении омфалита, пиодермии, инфицированных ран препарат Бактериофаг стафилококковый применяют в виде аппликаций ежедневно двукратно (марлевую салфетку смачивают бактериофагом и накладывают на пупочную ранку или на пораженный участок кожи).

Способность фагов к внесению в клетку определенного количества генетического материала, упакованного в капсид, широко эксплуатируется в генной инженерии: их часто используют в качестве векторов различного назначения. Например, для создания библиотек генов нередко конструируют векторы на основе бактериофага λ, содержащего двухцепочечную ДНК.

Левое и правое плечи ДНК фага содержат гены, необходимые для литического цикла, а среднюю — несущественную для размножения — часть молекулы можно заменять крупным (примерно до 24 т.п.н.) фрагментом чужеродной ДНК, включая эукариотическую. Такую рекомбинантную ДНК упаковывают в вирионы и заражают ими подходящую культуру бактерий, которая затем многократно воспроизводит фаговую ДНК с интересующими человека фрагментами.

Сотрудники лаборатории молекулярной микробиологии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (Новосибирск) В. В. Морозова и Ю. Н. Козлова титруют препарат бактериофага

Из-за высокой специфичности многие фаги служат диагностическими инструментами для идентификации бактериальных культур в медицинской, ветеринарной, технической микробиологии и фитопатологии. Метод фаготипирования, основанный на исключительной специфичности определенных фаговых штаммов, позволил распределить на фаготипы ряд штаммов бактерий, неотличимых друг от друга по другим признакам.

Бактериофаги прекрасно подходят для быстрого обнаружения небольших количеств патогенных бактерий во внешней среде: появляются и множатся хозяева — нарастает титр специфического бактериофага. Определение колифагов стало одним из ключевых мероприятий в санитарном контроле вод, поскольку позволяет выявить фекальное загрязнение даже при малом количестве кишечной палочки, не определяемом бактериологическими методами.

Фаги применяются и в борьбе с бактериальными вредителями различных технических брожений, и в производстве ферментов с помощью бактериальных культур. В то же время, заражая промышленные культуры, бактериофаг вредит «полезным» производственным штаммам (вакцинным, продуцентам антибиотиков, возбудителям молочнокислого, ацетонобутилового и некоторых других брожений), чем вызывает серьезные нарушения технологического процесса.

Первый отчет об успешной фаготерапии был опубликован в 1921 году фламандцами Р. Бранохе и Ж. Майсином, которые использовали бактериофаг для лечения кожной стафилококковой инфекции [33].

Как уже было упомянуто, западная медицина c середины ХХ века практически отказалась от использования бактериофагов в терапевтических целях [5], однако в СССР фаги довольно широко применялись. Одним из самых, пожалуй, масштабных примеров практического применения фагов является использование комплексного препарата бактериофагов в Сталинграде во время Великой Отечественной войны. З.В.

Ермольева во время работы в Ташкентском институте вакцин и сывороток разработала препарат, содержащий 19 видов бактериофагов, в том числе холерный, брюшнотифозный и дифтерийный. Во время Сталинградской битвы в связи с угрозой эпидемии холеры было налажено производство холерного фага в самом Сталинграде, и препарат ежедневно принимали около 50 тысяч человек [34].

После войны в СССР приступили к промышленному производству фаговых препаратов, которое действует и в настоящее время. В России производством бактериофагов занимаются в основном филиалы НПО «Микроген»: «Иммунопрепарат» (г. Уфа), «ИмБио» (г. Нижний Новгород), «Биомед» (г. Пермь).

На данный момент в РФ зарегистрировано и производится 13 фаговых препаратов (табл. 2).

Таблица 2. Препараты бактериофагов, выпускаемые в РФ.Таблица составлена на основе информации с сайта производителя.
Препарат Применение* Состав
Секстафаг®, пиобактериофаг поливалентный жидкий Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных стафилококками, стрептококками, протеями, клебсиеллами, синегнойной и кишечной палочками Стерильный фильтрат фаголизатов бактерий Staphylococcus, Streptococcus, Proteus (P. vulgaris, P. mirabilis), Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, энтеропатогенных Escherichia coli
Интести-бактериофаг Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных стафилококками, стрептококками, протеями, клебсиеллами, синегнойной и кишечной палочками Смесь стерильных фильтратов фаголизатов Shigella flexneri (сероваров 1, 2, 3, 4, 6), Shigella sonnei, Salmonella enterica (сероваров Paratyphi A, Paratyphi B, Typhimurium, Infantis, Choleraesuis, Oranienburg, Enteritidis), энтеропатогенных Escherichia coli (серогрупп, наиболее значимых в этиологии кишечных инфекций), Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Enterococcus, Staphylococcus, Pseudomonas aeruginosa
Пиобактериофаг поливалентный очищенный Для лечения и профилактики различных форм гнойно-воспалительных заболеваний и инфекций ЖКТ Стерильный фильтрат фаголизатов Staphylococcus, Streptococcus, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae
Пиобактериофаг комплексный жидкий Для лечения гнойно-воспалительных заболеваний, обработки операционных и свежеинфицированных ран Смесь стерильных фильтратов фаголизатов Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, Proteus (P. vulgaris, P. mirabilis), Pseudomonas aeruginosa, энтеропатогенных Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca
Бактериофаг стрептококковый Для лече­ния и профилактики заболеваний, вызванных стрептококками Стерильные фаголизаты Streptococcus spp.
Бактериофаг дизентерийный Для лечения и профилактики дизентерии Смесь стерильных фильтратов фаголизатов Shigella flexneri (сероваров 1, 2, 3, 4, 6) и Shigella sonnei
Бактериофаг стафилококковый Для лечения и профилактики гнойно-воспалительных и кишечных заболеваний, вызванных стафилококками Стерильные фаголизаты Staphylococcus spp.
Бактериофаг псевдомонас аеругиноза (синегнойный) Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных синегнойной палочкой Стерильные фаголизаты Pseudomonas aeruginosa
Бактериофаг сальмонеллезный групп A,B,C,D,E Для лечения заболеваний, вызванных сальмонеллами Стерильный фильтрат фаголизатов наиболее распространенных сероваров Salmonella enterica (Paratyphi А и В, Typhimurium, Choleraesuis, Infantis, Oranienburg, Enteritidis)
Бактериофаг клебсиелл поливалентный очищенный Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных клебсиеллами Стерильная смесь очищенных фильтратов фаголизатов Klebsiella (K. pneumoniae, K. ozaenae, K. rhinoscleromatis)
Бактериофаг коли Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных кишечной палочкой Стерильный фильтрат фаголизатов патогенных штаммов Escherichia coli
Бактериофаг протейный жидкий Для лечения и профилактики гнойно-воспалительных и кишечных заболеваний, вызванных протеями Стерильный фильтрат фаголизатов Proteus vulgaris и Proteus mirabilis
Бактериофаг колипротейный Для лечения и профилактики гнойно-воспалительных и кишечных заболеваний Смесь стерильных фильтратов фаголизатов Proteus vulgaris, Proteus mirabilis и энтеропатогенных серогрупп Escherichia coli
* Производитель предупреждает, что препараты должны применяться после оценки чувствительности возбудителей болезни к фагам, что означает еще и необходимость идентификации бактерии-возбудителя. Кроме того, в случае тяжелых инфекций фаготерапия допустима только как часть комплексного лечения

Отдельно стоит осветить вопрос применения фаготерапии в странах Запада. Как известно, после открытия антибиотиков работы, связанные с медицинским применением фагов, там были полностью свернуты. Однако в последние годы в связи с тревожной динамикой распространения внутрибольничных инфекций, резистентных к большинству известных антибиотиков, многие биотехнологические компании сделали резкий поворот к изучению возможности создания лекарств на основе бактериофагов.

Сравнение профилактического и терапевтического использования фагов и антибиотиков

В отличие от антибиотиков, все виды бактериофагов препаратов не влияют отрицательно на организм человека.

Каждый вид избирательно влияет на микроорганизмы, поэтому они не только не вредят микрофлоре, но и применяются при лечении дисбактериоза. Однако эти лекарства используют гораздо реже, чем антибиотики по нескольким причинам:

  1. Бактериофаги не проникают в кровь. Их применяют только при наличии возможности легко доставить препарат к месту воздействия. Например, прополоскать горло, нанести непосредственно на рану, выпить при кишечной инфекции.
  2. Для применения бактериофагов важно быть уверенным в диагнозе. Исключением являются комбинированные препараты с бактериофагами против различных возбудителей. Эффективность этих препаратов меньше, а цена больше.

Воздействие на бактерии

Фаги эффективно убивают чувствительные клетки бактерий (их действие бактерицидное).

Некоторые антибиотики (например, хлорамфеникол) бактериостатические; они скорее ингибируют рост бактерий, чем убивают клетки.

Селективность действия

Высокая селективность бактериофагов позволяет нацеливаться на специфичных патогенов, не затрагивая нормальную бактериальную флору (например, маловероятно, что фаги будут враждебны по отношению к нормофлоре пациентов).

Антибиотики атакуют не только бактерий – возбудителей заболеваний, но также все чувствительные микроорганизмы, включая нормальную – и часто полезную – микрофлору хозяина. Поэтому их неселективное действие нарушает микробный баланс в организме пациента, что может привести к различным побочным эффектам.

Побочные эффекты

Незначительные побочные эффекты при применении лечебных фагов (могут быть вызваны высвобождением эндотоксинов из бактерий, лизированных in vivo фагами).

Для антибиотиков характерно множество побочных эффектов, включая кишечные расстройства, аллергии и вторичные инфекции (например, грибковые инфекции).

Разработка новых препаратов

Естественная коэволюция бактерий и фагов может облегчить получение новых литических фагов против фагоустойчивых бактерий, появляющихся в результате действия других фагов или естественных изменений в бактериальных популяциях.

Создание новых антибиотиков (например, против антибиотикоустойчивых бактерий) требует временных затрат и может занять много лет.

Устойчивость бактерий к действию препарата

Из-за специфичности фагов маловероятно появление устойчивости у других бактериальных видов, не являющимися мишенями терапии.

Из-за широкого спектра активности антибиотики могут приводить к отбору устойчивых мутантов многих видов бактерий, а не только у штаммов мишени.

Применение препарата

Из-за специфичности фагов их успешное использование для предупреждения и лечения бактериальных инфекций требует идентификации этиологического агента и определения его фагочувствительности к препарату in vivo перед началом фагового лечения.

Эмпирически назначенные до идентификации этиологического агента антибиотики с большей вероятностью будут эффективны нежели фаговые препараты.

Заключение

Прошло уже 100 лет с момента открытия бактериофагов. Неоправданно забытые на Западе и чудом сохранившиеся в России, они полвека пребывали в тени успеха антибиотиков. Но эпоха триумфа антибиотиков выявила и важнейшую проблему их активного применения — угрожающий рост резистентности к ним среди опасных патогенов, и многие ученые и врачи видят именно в фагах альтернативу антибиотикам.

Если на сегодняшний день мы имеем штаммы бактерий, устойчивые даже к антимикробным препаратам «последней надежды», то фаги, благодаря описанным выше механизмам коэволюции с бактериями, никогда не утратят актуальности. За 100 лет они были детально изучены, признаны безопасными и стали незаменимым инструментом в генетике и биоинженерии, санитарной микробиологии и эпидемиологии, промышленности, медицине и даже в космической сфере (да-да, бактерии с профагом используют для оценки защиты обшивки космических кораблей от радиации). И как нельзя лучше характеризует значение фагов для человека древняя пословица: «Враг моего врага — мой друг».

Первоначальный вариант статьи опубликован на сайте Medach.pro.

Особые указания.

Бактериофаг стафилококковый не пригоден к применению препарат во флаконах с нарушенной целостностью или маркировкой, при истекшем сроке годности, при помутнении.

Вследствие содержания в препарате Бактериофаг стафилококковый питательной среды, в которой могут развиваться бактерии из окружающей среды, вызывая помутнение препарата, необходимо при вскрытии флакона соблюдать следующие правила:

  • тщательно мыть руки;
  • обработать колпачок спиртсодержащим раствором; снять колпачок не открывая пробки;
  • не класть пробку внутренней поверхностью на стол или другие предметы;
  • не оставлять флакон открытым
  • вскрытый флакон хранить только в холодильнике

Вскрытие флакона Бактериофаг стафилококковый и извлечение необходимого объема препарата может проводиться стерильным шприцем путем прокола пробки. Препарат Бактериофаг стафилококковый из вскрытого флакона при соблюдении условий хранения, вышеперечисленных правил и отсутствии помутнения, может быть использован в течение всего срока годности.

Отзывы

  1. Прежде чем начать лечение бактериофагом, необходимо прояснить все непонятности по поводу взаимодействия с другими лекарствами и влияния на индивидуальный профиль ребенка у врача. Нередки случаи, когда родители преждевременно бросали прием фага, впечатлившись усилением выраженности симптомов. Эффективность препарата зависит также от восприимчивости штамма и от того, верно ли был определен штамм, ответственный за симптомы. Раствор имеет нейтральный слегка кислый вкус, так что сын его пил совершенно без претензий. По мере прохождения курса быстро восстановился стул и с тех пор оставался в нормальном состоянии.
  2. Чтобы гарантировать эффективность бактериофага, необходимо выявить лабораторным путем степень чувствительности вызвавших заболевание штаммов к бактериофагам. Плюсы лечения фагами – отсутствие побочных эффектов, негативного влияния на иммунитет, влияния на обычную флору кишечника. Также при применении фагов у бактерий не формируется устойчивость к воздействию, как это происходит при приеме антибиотиков. Схема приема определяется врачом. Для сохранения стерильности вводимого фага используйте одноразовые шприцы.
  3. Хорошая замена лечению антибиотиками, не имеющая негативных последствий упомянутых (выработки толерантности со стороны бактерий и разрушения нормальной микрофлоры). Помогли в лечении у дочери хронического тонзиллита с воспаленными миндалинами. Но принимать имеет смысл только после лабораторных исследований мазка флоры из горла и определения возбудителя. Надо строго следить за условиями хранения (держать в холодильнике, не нагревать на огне во избежание гибели фагов). Также целесообразно соблюдение стерильности – протирание колпачка спиртом и применение аптечных шприцов.

Способы борьбы

Стафилококк очень устойчив к воздействию окружающей среды. Он способен выжить при экстремальных температурах (15 минут непрерывного кипячения и полный иммунитет к холоду), в 96% растворе этилового спирта, после обработки перекисью водорода или любыми другими синтетическими антисептиками.

Антибиотики на основе пенициллина стафилококку тоже не страшны, потому что за длительный срок их применения, он научился вырабатывать особый фермент – пенициллиназу, разрушающую действующее вещество. Также существуют штаммы, устойчивые к антибиотикам на основе гликопептидов. Частично он может противостоять антибиотикам, содержащим метициллин – искусственно модифицированный пенициллин.

Единственное, чему он пока не может противостоять – анилиновые красители – растворы бриллиантовой зелени, метилового синего и бактериофагам.

Использование

Бактериофаги от золотистого стафилококка похожи на снайперов, которые уничтожают врагов прицельно, а другие системы при этом не страдают. Они действуют очень специфично: размножаются в самих клетках бактерий. Отпадает необходимость неоднократности введения, как при антибиотиках.

Когда они уничтожат все бактерии, еды для них не останется, и они погибнут сами. Но эти же достоинства привели к тому, что возникли и недостатки. Из-за их узкой специализации требуется точное установление возбудителя. Тогда и фаг можно подобрать оптимально. Это выражается в необходимости длительных клинических исследований.

В результате у терапевта заметно прибавляется работы и ему гораздо проще выписать антибиотики и отмахнуться от пациента. Кроме того, для каждой бактерии нужен только свой бактериофаг. В практическом применении лучше использовать коктейли из препаратов.

Бактериофаги являются почти живыми организмами, на грани живого и мертвого, поэтому их нельзя массово разводить как овец. Создавать их можно только в лабораториях. Фармацевтические компании не хотят выполнять сложную и скрупулезную работу с вирусом, потому причислить бактериофаги к лекарствам пока нельзя.

Виды бактериофагов

Применение бактериофага Стафилококкового у детей (до 6 месяцев)

Для борьбы со стафилококком комплекс мероприятий должен действовать в 3 направлениях:

  1. Воздействие на сам источник инфекции путем изоляции лиц со стафилококковыми инфекциями, санация носителей кокка среди медиков и больных антисептиками: лизоцимом, фурацилином, риванолом и др.
  2. Исключение заражения, что можно достигнуть улучшением санитарно-гигиенического режима, строжайшим соблюдением асептики и антисептики в стационаре.
  3. Усиление иммунитета у человека с применением иммуномодуляторов том числе.

Такое лечение иммунопрепаратами называется иммунобиологическим. К ним причисляются анатоксины, антифагины, вакцины, бактериофаги, гамма-глобулин и антистафилококковая плазма.

Золотистый стафилококк (Staphylococcusaureus) – самый патогенный для человека. Свое название получил потому, что на питательных средах образует плотный золотистого цвета (особый пигмент) налет, в то время как другие бактерии бесцветны. Является возбудителем всевозможных воспалений гнойного характера без исключения в любых тканях.

Вызываемые заболевания

Проникновение этой бактерии внутрь эпителия вызывает множество заболеваний, нарушающих нормальную работу многих систем органов.

  1. Болезни кожи (фурункулез и карбункулез, болезнь Риттера или «синдром ошпаренной кожи», абсцесс, панариций, флегмона).
  2. Конъюнктивит – воспаление слизистой глаза.
  3. Заболевания дыхательной системы (ринит (насморк), тонзиллит (ангина), фарингит, бронхит, трахеит, пневмония).
  4. Болезни нервной системы (менингит, абсцесс головного мозга).
  5. Нарушения в работе мочевыводящей системы (пиелонефрит, цистит, уретрит).
  6. Заболевания опорно-двигательного аппарата (артрит, остеомиелит).
  7. Инфекции системы кровоснабжения (сепсис или заражение крови, септицемия – болезнь, при которой стафилококк попадает в кровяное русло).

Введение

Всем известно, что универсальным представителем единицы жизни на планете Земля является клетка. Однако рубеж между девятнадцатым и двадцатым веками стал эпохой, во время которой был открыт целый ряд болезней, поражающих животных, растения и даже грибы. Анализируя данное явление и учитывая общую информацию о заболеваниях человека, ученые поняли, что существуют организмы, которые могут иметь природу неклеточного характера.

Такие существа имеют чрезвычайно малые размеры, а потому способны проходить сквозь мельчайший фильтр, не задерживаясь при этом там, где даже самая маленькая клетка могла бы остановиться. Это обусловило открытие вирусов.

Предлагаем ознакомиться  Как проверить надпочечники какие сдать анализы
, ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector