Природа, морфология и основные свойства бактериофагов. Механизм действия их на бактериальную клетку. Применение их в диагностике, лечении и профилактике болезней

К сожалению, еще у очень многих лизогенных культур микроорганизмов не установлено, какие свойства их связаны с фагами. Выяснение этого вопроса — одна из важнейших задач микробиологов и генетиков.

Практическое использование фагов

Первыми были выделены фаги, активные против патогенных микроорганизмов (дизентерийной палочки). Вполне естественно, что у исследователей многих стран возник вопрос об использовании фагов для лечения и профилактики инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями (дизентерия, брюшной тиф, паратифы, холера и др.). Многочисленные исследования в этой области были проведены и в нашей стране. Результаты этих работ весьма разноречивы. Имеются данные, показывающие несомненную эффективность фагов при лечении дизентерии и холеры. Во время Великой Отечественной войны некоторые хирурги успешно применяли фаги для борьбы с нагноением ран. «Сталинский антибиотик»-Старое лекарство из красноармейского вещмешка может вернуться во врачебную практику.

В 30-х годах туберкулез и воспаление легких стали излечимыми, а гангрена перестала непременно заканчиваться ампутацией. Но врачи и фармацевты жарко спорили о том, какое антибактериальное средство эффективнее — антибиотики или бактериофаги.

Главным преимуществом пенициллина и его производных была возможность изготавливать их синтетическим путем. Изобретение Александра Флеминга тогда одержало победу. Массовая эйфория по поводу бактериофагов сменилась забвением.

Везде, кроме Советского Союза, где на родине Сталина, в Грузии, специальный медицинский институт продолжал соответствующие исследования. В результате родились противовоспалительные препараты, который широко использовались при самых разных диагнозах — от заражения крови до простуды.

Больше всего их применяли в Красной Армии, но они использовались и в гражданской медицине, как в СССР, так и в некоторых странах Восточной Европы.

До недавних пор использование бактериофагов считалось местной спецификой, если не признаком отсталости. Однако роман мировой медицины с антибиотиками начал подходить к концу по мере того, как микробы стали приобретать к ним устойчивость.

Чтобы создать новый сильнодействующий антибиотик, фармацевтические компании сегодня должны в среднем потратить 10 лет и 800 млн. долларов.

Начались лихорадочные поиски принципиально новых методов лечения. Похоже, возвращение бактериофагов не за горами.

Привлекательность антибиотиков, помимо всего прочего, состоит и в том, что одно и то же лекарство способно уничтожать разные бактерии. В случае с бактериофагами надо вывести отдельный вирус для каждого инфекционного заболевания.

Правда, бактерии могут приобрести устойчивость к отдельным фагам, как они уже научились сопротивляться антибиотикам. В этом случае придется создавать новые разновидности вирусов. Скорее всего, чтобы повысить эффективность лечения, будут использоваться «коктейли» из нескольких фагов.

Лечение бактериофагами не дает побочных эффектов. Правда, известно, что в 30-е и 40-е годы оно довольно часто не давало вовсе никакого эффекта, и пациенты умирали.

—Однако современные энтузиасты «нового старого» метода терапии убеждены, что дело не в его недостатках как такового, а в несовершенстве технологий более чем полувековой давности и неправильных диагнозах.

Рассмотрим роль бактериофагов в сохранении микробиоценоза человека и теплокровных животных.

На представленной схеме можно увидеть наличие на коже, в полости рта или в кишечнике различных видов микроорганизмов и их количественное соотношение. Здесь изображен один из вариантов правильного микробиоценоза, где присутствуют все представители микроорганизмов и каждый занимает свою определенную нишу.

Самый большой сектор - это бактерии нормофлоры, которые создают с организмом взаимовыгодное сосуществование. Человек для них является средой обитания, а бактерии участвуют во многих жизненно важных для организма процессах, связанных в первую очередь с обменом веществ.

Следующий по величине сектор - медиаторы - вещества, которые выделяют сами клетки кожи и все виды микроорганизмов. Это могут быть сигнальные белковые молекулы, лизоцим, витамины, молочная кислота, другие органические кислоты и т.д. Медиаторы являются одним из самых важных звеньев в существовании микробиоценоза и регулируют многие связи в организме.

Еще пять небольших секторов занимают грибы, вирусы, бактериофаги, простейшие и болезнетворные бактерии, типа стрептококков и стафилококков. При изменении этого соотношения или при исчезновении одного из "секторов" под воздействием неблагоприятных факторов возникают воспалительные процессы.

Уже с первых минут жизни человек или животное вступает в контакт с миром микроорганизмов и сосуществует с ним всю жизнь. Это взаимодействие бывает разным: полезное, взаимовыгодное сожительство называется симбиозом. В случае, когда наносится вред одному из "контактеров" - это паразитизм. Взаимодействие с некоторыми бактериями является крайне опасным (например, с палочкой чумного микроба, хотя летальный исход может наступить и от заражения крови обыкновенным стрептококком). В то же время без присутствия лактобактерий или бифидобактерий нарушаются многие функции слизистых оболочек и возникают заболевания. Эти бактерии находятся в симбиозе с организмом, а бактерии чумы - являются паразитами. Биологический термин "паразит" означает, что один живой организм живет и размножается за счет другого. Вид, используемый в качестве "добычи", называется, хозяином. Очень часто в природе такое взаимодействие заканчивается гибелью хозяина и увеличением численности паразита. Численность паразита в свою очередь ограничивает другой вид, для которого паразит является хозяином. Таким образом, паразит - биологический ограничитель. Именно существование биологических ограничителей обеспечивает гармонию в живой природе и сохранение всех биологических видов.

Биологическими ограничителями бактерий являются бактериофаги, в свою очередь,биологическими ограничителями фагов являются медиаторы выделяемые клетками кожи ,бактериями и грибами. Так замыкается круг.

Фаги, бактерии, грибы, простейшие, даже мелкие насекомые, типа клещей, могут быть легко обнаружены и уничтожены целой системой клеток кожи, тем не менее, этого не происходит. В здоровом состоянии все находится в гармонии, "все уживаются" друг с другом, а вот при нарушении этих взаимоотношений возникают проблемы, и приходится восстанавливать утраченное.

Таким образом, исчезновение бактериофагов из этой цепочки создаст условия для размножения болезнетворных бактерий, следовательно можно рассматривать фаги как один из методов, созданных самой природой для поддержания микробиоценоза организма человека или животных.

Бактериофаги – альтернатива антибиотикам

Применение препаратов бактериофагов при лечении

урологических заболеваний

Несмотря на многообразие препаратов, предлагаемых для химиотерапии бактериальных заболеваний (свыше 600 наименований, из них более 100 антибиотиков), инфекции мочевых путей до настоящего времени занимают первое место среди всех госпитальных инфекций.

Трудности лечения урологической инфекции обусловлены многими факторами. Внедрение эндоскопических вмешательств (как лечебного, так и диагностического характера) и высоких технологий в урологическую практику, кроме положительных сторон, внесло ряд проблем: открылись новые входные ворота инфекции, увеличилось количество оперируемых больных пожилого и старческого возраста с ослабленным иммунитетом. Постоянные дренажи, камни и остаточная моча служат объектами для колонизации и местами размножения госпитальной микрофлоры. Преобладание роли условно-патогенных микроорганизмов в развитии госпитальной урологической инфекции привело к снижению эффективности лечения и создало трудности в подборе лечебных препаратов, особенно для больных, страдающих хроническими воспалительными заболеваниями почек и мочевыводящих путей.

Первоначальная, природная, резистентность к старым антибиотикам не исчезает, и бактерии постепенно совершенствуют механизмы устойчивости и вырабатывают факторы защиты от новых групп антибиотиков таких, как цефалоспорины 3-го поколения или фторхинолоны. Антибиотики создают селективный фон для постепенного распространения устойчивых к ним штаммов микроорганизмов и широкого распространения в природе механизмов обмена информацией.

Антибактериальное лечение может явиться причиной развития дисбактериозов. В случае же применения антибиотиков на фоне развившегося дисбактериоза кишечного тракта антибактериальная терапия может усиливать степень его выраженности. Кроме того, антибиотики снижают колонизационную невосприимчивость кишечника, увеличивают проницаемость кишечной стенки, способствуя проникновению условно-патогенных микроорганизмов в кровяное русло, внутренние органы и развитию вторичного очага инфекции. Хорошие перспективы в качестве антибактериальной терапии имеют препараты бактериофагов.

Лечебно-профилактические бактериофаги содержат поликлональные вирулентные бактериофаги широкого диапазона действия, активные в том числе и в отношении бактерий, устойчивых к антибиотикам. Фаготерапия может успешно сочетаться с назначением антибиотиков.

В настоящее время в России выпускают препараты бактериофагов против основных возбудителей госпитальной инфекции, такие как стафилококковый, стрептококковый, клебсиелезный, протейный, синегнойный, колифаг (НПО "Иммунопрепарат", г. Уфа; предприятие по производству бактерийных препаратов, г. Нижний Новгород; МП "Биофон", г. Саратов). Препараты Б. выпускают в виде таблеток с кислотоупорной оболочкой, мазей, аэрозолей, свечей, в жидком виде. Употребляют их для орошения, смазывания раневых поверхностей, вводят перорально, иногда внутривенно и т.д. Достоинство этих препаратов заключается в строгой специфичности действия, поскольку они вызывают гибель только своего конкретного вида бактерий, не влияя в отличие от антибиотиков на нормальную микрофлору кишечника больного. Использование бактериофагов показало хорошие результаты при лечении дисбактериозов, хирургических, урогенитальных, ЛОР-инфекций.

Отечественными неонатологами показана высокая эффективность фаготерапии гнойно-септических инфекций у детей раннего возраста. Помимо литического действия на микробы отмечают их значение в механизме антитоксического, клеточного и гуморального иммунитета.

В НИИ урологии МЗМП РФ совместно с НИИ стандартизации и контроля медицинских и биологических препаратов им. Л.А. Тарасовича и НПО "Иммунопрепарат" в течение 1993-1994 гг. проведено изучение клинической эффективности препаратов бактериофагов в лечении больных с воспалительными урологическими заболеваниями.

Фаготерапию применяли в основном при лечении хронических инфекционно-воспалительных урологических заболеваний: хронического цистита, хронического пиелонефрита, хронического простатита, уретрита, нагноения ран, в ряде случаев при острых гнойно-септических состояниях больных - всего 46 человек. Для лечения использовали жидкие бактериофаги: синегнойный, протейный, колифаг, стафилококковый и комбинированный пиобактериофаг, содержащий перечисленные фаги. Применяли фаги как местно: через дренажи в мочевой пузырь (по 50 мл 1-2 раза в сутки), в рану (10-20 мл), в лоханку почки (5-7 мл), так и внутрь (суточная доза 100 мл в день за 30 минут до еды). Курс лечения - 7-10 дней.

Удовлетворительные клинические анализы были получены уже на 2-4 день лечения бактериофагами: уменьшение симптомов общей интоксикации, дизурии, снижение температуры тела, улучшение работы кишечника (особенно у детей).

Общая бактериологическая эффективность была свыше 84%, клиническая - свыше 92%. Клиническая эффективность фаготерапии почти сопоставима с активностью в контрольной группе больных, которых лечили современными антибиотиками - фторхинолонами.

Таким образом, бактериофаготерапия инфекций мочевых путей является эффективным самостоятельным видом лечения или может использоваться в комбинации с антибактериальной химиотерапией.

Являясь безвредным биологическим методом лечения, бактериофаготерапия может применяться у детей раннего возраста. Для получения положительных результатов использования бактериофагов необходимо предварительное исследование чувствительности к ним микроорганизмов. При использовании бактериофагов в крупных клиниках целесообразно включать в состав производственных штаммов, на которых готовятся коммерческие препараты, госпитальные штаммы возбудителей гнойно-воспалительных заболеваний, характерных для данного стационара. Отечественные препараты бактериофагов относительно дешевы, что имеет немаловажное экономическое значение в лечении больных с урологическими инфекциями.

В настоящее время для лечения больных сальмонеллезом и санации реконвалесцентов применяется сальмонеллезный бактериофаг групп АВСДЕ. Препарат выпускается в жидком виде для ректального введения и в виде таблеток для перорального применения. В ряде случаев эффективен жидкий стафилококковый интравенозный фаг, который используется у детей и взрослых при локализованных и генерализованных формах стафилококковой инфекции, включая стафилококковый сепсис. Препарат вводится внутривенно струйно и капельно в течение 5—10 сут. в дозе 0,5—1 мл/кг у взрослых, а у детей — до 1,5 мл/кг в сутки. При местных гнойно-воспалительных процессах применяют в виде орошений и примочек, при энтероколитах — внутрь, для санации носителей в носовые ходы вводят ватные тампоны, смоченные фагом, на 10 мин ежедневно в течение 5 сут.

Потенциальные преимущества фаговой терапии

l     Размножаясь, они самостоятельно регулируют свою численность (увеличивая или уменьшая ее), поскольку размножаются только до тех пор, пока имеются чувствительные бактерии, а затем постепенно элиминируются из организма и окружающей среды.

l     Они гораздо более специфичны, чем большинство антибиотиков; будучи нацелены на конкретные проблемные бактерии, вызывают гораздо меньшее повреждение нормального микробного баланса организма. Бактериальный дисбаланс или “дисбиоз”, вызванный лечением многими антибиотиками, может привести к серьезным вторичным инфекциям с участием достаточно резистентных бактерий, увеличивающим затраты на лечение и летальность. Специфические проблемы, возникающие в результате, включают инфекции, вызванные псевдомонадами, трудно поддающиеся лечению, и Clostridium difficile, причину серьезной диареи и псевдомембранозного колита.

l     Фаги имеют возможность использовать в качестве мишеней рецепторы на бактериальной поверхности, участвующие в патогенезе, а это означает, что вирулентность любых резистентных к ним мутантов ослаблена.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5