Фаготерапия

История фаговой терапии начинается в 1919 году, когда один из первооткрывателей вирусов бактерий, Феликс д’Эррель, использовал фаговый препарат для борьбы с куриной холерой. Тогда же в Парижской больнице Hôpital Necker-Enfants malades было успешно проведено лечение дизентерии у ребёнка. В 1920—1930-х годах в Европе и США было широко налажено производство фаговых препаратов, однако появление на рынке сульфаниламидов и антибиотиков, а также противоречивые данные исследований тех лет в отношении эффективности терапевтических средств на основе бактериофагов послужили причиной практически полного прекращения их использования. Исключением на этом фоне являлись Польша и Советский Союз, включая бывшую Советскую Грузию, где в 1923 году был основан специализированный институт, посвящённый исследованиям бактериофагов[5][6]. Повсеместный возврат к идее фаговой терапии начался в 1980-х годах с появлением в англоязычной литературе результатов изучения её эффективности на животных[7].

Фаговые препараты не вызывают побочных явлений[8][9], но являются иммуногенными. Во всех случаях у пациентов через две или три недели после окончания фаготерапии в значимых титрах образуются штамм-специфичные антитела, что приводит к инактивации фагов. Поэтому при назначении повторных курсов необходима замена фаговых препаратов[10]. Бактериофаги взаимодействуют с системой врождённого иммунитета через фагоцитоз и цитокиновые ответы, а также влияют на адаптивный иммунитет, воздействуя на выработку антител и активацию клеток-эффекторов. Как правило, это обусловливает их противовоспалительное действие[11].

Бактериофаги являются хорошим дополнением для антибиотикотерапии, поскольку проникают в бактериальную клетку и разрушают её по механизмам, отличным от механизмов действия любых антибиотиков, что практически гарантирует отсутствие кросс-резистентности к фагам и антибиотикам[12]. Однако в экспериментах по подавлению роста Escherichia coli сочетанным применением антибиотиков различных классов и бактериофагов было показано не только взаимное усиление действия, но и антагонизм. Поэтому при комбинированной терапии рекомендуется использовать такие сочетания антибиотиков и бактериофагов, при которых размножение вируса не зависит от подавляемой антибиотиком клеточной системы[13].

Бактерии легко развивают устойчивость к бактериофагам. Но если молекулы клеточной оболочки, так называемые «фаговые рецепторы», распознаваемые вирусами, являются также факторами патогенности, то устойчивые бактерии становятся менее опасными. Примеры таких рецепторов включают в себя компоненты капсул и мембранные насосы[14].

Вирулентные бактериофаги различаются по значимым для практики свойствам, включая диапазон действия, длительность жизненного цикла, выход фаговых частиц на одну бактериальную клетку[14]. Некоторые бактериофаги несут гены ферментов, разрушающих биоплёнки[15]. Также известны медицинские бактериофаги, плохо проникающие через внеклеточный матрикс биоплёнок[16]. В серии случаев успешного применения фаговой «терапии сострадания» при костно-суставных инфекциях, вызванных в основном биоплёнкообразующим Staphylococcus aureus, лечение предварялось санацией очагов инфекции[17].

Диапазон действия многих бактериофагов ограничивается штаммами одного вида бактерий, причём это действие никогда не распространяется на все генетические варианты инфекционного агента. С одной стороны, это позволяет сохранить нормальные компоненты микробиоты человеческого организма. С другой стороны, это обусловливает обязательность проведения лабораторных анализов на чувствительность при назначении лечения, а также подразумевает постоянную доработку состава терапевтических коктейлей исходя из актуальных данных по циркулирующим на той или иной территории штаммам возбудителей[18]. Вследствие того, что состав зарегистрированных препаратов изменяется, для лабораторного анализа на чувствительность и лечения необходимо использовать фаги одной и той же серии[10].

Для терапии используют исключительно вирулентные бактериофаги, не обладающие возможностями реализации лизогенного жизненного цикла. Объясняется это тем, что во многих случаях умеренные фаги придают бактериям полезные для выживания свойства. Гены токсинов, определяющих патогенность таких известных возбудителей как Clostridium botulinum, Corynebacterium diphtheriae и Vibrio cholerae, содержатся в профагах. Случаи, когда профаги придают своим хозяевам дополнительные патогенные свойства, описаны для бактерий Escherichia coli, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus и Staphylococcus pyogenes[4]. Авторы государственной фармакопеи РФ вслед за европейскими специалистами предписывают использовать для терапии инфекционных заболеваний природные бактериофаги[18][19]. Принципы производства, требования по качеству, к проведению доклинических и клинических исследований для существующих и разрабатываемых препаратов бактериофагов изложены в «Правилах проведения исследований биологических лекарственных средств Евразийского экономического союза»[20]. Наиболее важные требования к фаговым препаратам заключаются в том, что (1) все используемые вирусы должны быть изучены методами высокопроизводительного секвенирования, (2) в досье на препарат включают данные, касающиеся штамма бактерии, на котором проводится культивирование бактериофага на производстве, (3) необходима очистка лизатов бактерий от продуктов их жизнедеятельности, эндо- и экзотоксинов и клеточного дебриса с использованием подходящих методов, таких как ультрафильтрация или аффинная хроматография[10].