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技术可以改善杀菌噬菌体的肺部递送

2019-04-08 09:20:26 • 来源：

用于选择性攻击有害细菌的噬菌体病毒的新传递系统可以帮助医生以新的方式对抗威胁老年患者和囊性纤维化患者的肺部感染。

技术可以改善杀菌噬菌体的肺部递送

噬菌体疗法是​​抗生素的有前途的替代品，因为它可以攻击特定的病原体，不会损害身体正常的细菌，也不会导致多重耐药。然而，治疗性噬菌体可能难以纯化并且难以递送至感染部位，尤其是当该位置是肺部时。

由佐治亚理工学院领导的一个研究小组展示了一种新的输送技术，该技术使用涂有噬菌体的干燥多孔微粒。在动物试验中，噬菌体包被的聚合物颗粒成功地治疗感染小鼠的肺炎，并在囊性纤维化动物模型中显着降低细菌水平。该技术可能有一天允许使用类似于普通吸入器的装置递送干粉噬菌体。

7月16日，在自然生物医学工程杂志上发表的这项研究得到了美国国立卫生研究院和亚特兰大儿科医疗保健技术中心的支持，该中心是佐治亚理工学院和亚特兰大儿童医疗保健中心的合作伙伴。

“噬菌体传递是一个正确类型的材料可以在治疗应用中发挥作用的领域，”AndeésGarcía，Rae S.和Frank H. Neely担任乔治亚理工学院George W. Woodruff机械工程学院教授兼董事教授。“我们着手设计一种生物材料载体，可以保持噬菌体的活性，同时将它们以均匀的方式深入肺部。这是推动这种潜在疗法向前发展的关键一步。”

随着对抗生素使用的关注增加，噬菌体疗法产生了更多的兴趣。特定的噬菌体可以靶向铜绿假单胞菌等细菌，铜绿假单胞菌可引起某些形式的肺炎，是囊性纤维化的主要致病菌，不会影响其他细菌。噬菌体活性超过包被的颗粒，但受宿主群的限制，因此一旦靶细菌被消除，噬菌体就会消失。

研究人员之前使用雾化器将湿的噬菌体混合物输送到肺部，但这种方法效率低，对患者不方便。作为替代方案，García和他的合作者开发了一种微粒载体，由用于溶解缝合线的相同聚合物材料制成。它们使多孔颗粒足够大，以避免身体快速清除，但足够轻，可以深入肺部。

将噬菌体在颗粒上孵育，然后干燥。当作为一团干粉引入动物肺中时，噬菌体开始攻击细菌。对于感染肺炎的小鼠，携带在颗粒上的噬菌体清除了感染 - 而未治疗的小鼠死亡。在肺部模拟典型囊性纤维化病症的转基因小鼠中观察到细菌群体的显着减少。

“当我们将噬菌体固定在颗粒上时，我们可以保持良好的活性数天 - 在室温下长达两周，”加西亚说。“我们可以储存这些颗粒，当我们将这些颗粒输送到小鼠体内时，可以通过肺部获得良好的分布。我们相信颗粒有助于稳定噬菌体并改善肺部的分布。”

Naur McCarty，马库斯囊性纤维化教授，埃默里大学Emory +儿童囊性纤维化卓越中心主任和亚特兰大儿童医疗保健中心主任，以及该研究的共同作者之一表示，该交付技术的发展可能推动使用噬菌体治疗囊性纤维化。

“囊性纤维化是一种常见的，限制生命的遗传疾病，影响许多器官系统，但对人类健康的最重要影响是肺部的慢性感染。对多种药物有抵抗力的细菌性肺炎是我们必须经常处理的挑战囊性纤维化，“他说。“抗生素治疗通常会为其他机会性细菌提供空间。噬菌体治疗可以补充现有疗法而不会加重抗生素耐药性。通过这项重要合作开发和测试的技术可以解决我们对噬菌体治疗的主要挑战之一，即交货。”

噬菌体包被的微粒本身比干燥的噬菌体颗粒更有效地清除细菌。聚合物材料是可生物降解的，并在几天内从动物身上清除。该技术成功地攻击了生物膜内不同的细菌菌株，研究人员没有看到细菌产生抗药性的证据。

虽然不认为噬菌体攻击哺乳动物细胞，但它们可以产生免疫系统反应，并产生可能有害的毒素。它们在含有它们攻击的细菌的培养物中生长，因此以所需的纯度水平分离它们是另一个挑战。

接下来的步骤是测试较大动物中的颗粒递送技术和经常感染人类的细菌混合物。该技术还必须针对慢性感染进行测试，慢性感染通常见于囊性纤维化患者。

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