2011年第一屆牛津國際噬菌體大會介紹

范華昊，童貽剛

軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所 病原微生物生物安全國家重點實驗室，北京 100071

1 會議簡介

噬菌體是一類以原核生物 (包括細菌、真菌、放線菌或螺旋體等) 為宿主的病毒，它最早于1915年被發(fā)現(xiàn)，之后，d'Herelle在1917年再次發(fā)現(xiàn)了這種能裂解細菌的生物類群，并將其命名為“bacteriophage”，簡稱“phage”[1]。近年來隨著細菌耐藥形勢的日益嚴(yán)峻，越來越多有遠見和責(zé)任感的科學(xué)家和企業(yè)開始把目光投向這種細菌的天然病毒，越來越多的科學(xué)家開始對噬菌體產(chǎn)生濃厚的興趣，更多噬菌體產(chǎn)品開始走向市場。

第一屆世界噬菌體大會 (1st International Oxford Bacteriophage Conference，簡稱 Phages 2011) 于2011年9月19日?9月21日在英國牛津大學(xué)舉行，會議講座安排在牛津大學(xué)圣修達學(xué)院Jacqueline du Pre音樂廳舉行。此次大會由英國的RecipharmCobra生物公司、Arcamis有限公司、Library Publishing Media出版社贊助，主要側(cè)重于介紹噬菌體的應(yīng)用，包括特殊導(dǎo)向的商業(yè)應(yīng)用和噬菌體產(chǎn)品開發(fā)過程的最新進展。會議分為4部分，分別由法國巴斯德研究所的 Laurent Debarbieux教授、比利時基因技術(shù)實驗室（Laboratory of Gene Technology）的Rob Lavigne教授、英國Arcamis公司的Nick Housby教授、瑞士雀巢研究中心的Harald Brüssow教授主持，參加會議的代表共110人，分別來自歐盟、美國、加拿大、日本和中國等 25個國家和地區(qū)。中國大陸地區(qū)有軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所和首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院的代表參加了這次學(xué)術(shù)會議。

2 學(xué)術(shù)交流

此次會議包括特邀講座、大會報告和壁報展示。根據(jù)內(nèi)容分為 4個部分進行。第一、二部分為噬菌體及其商業(yè)應(yīng)用介紹。第一部分包括6個講座：噬菌體的特異診斷應(yīng)用、噬菌體治療研究現(xiàn)狀、噬菌體的免疫調(diào)控作用、噬菌體裂解酶ARTILYSIN、假單胞桿菌與噬菌體之間的分子作用機制、噬菌體裂解酶對革蘭氏陽性細菌的殺滅作用。第二個部分包括5個講座：自然噬菌體與基因改造噬菌體的比較、噬菌體在獸醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用、用病毒樣顆粒（VLP）介導(dǎo)的小干擾 RNA和aptamer靶向治療腫瘤、分支桿菌噬菌體的開發(fā)利用、巨噬菌體基因組學(xué)、噬菌體編碼整合酶的作用機制與應(yīng)用。英國諾丁漢大學(xué)、法國巴斯德研究所、波蘭生命科學(xué)院、德國的LISANDO股份有限公司、比利時的基因技術(shù)實驗室、美國的洛克菲勒大學(xué)、法國的Pherecyde Pharma公司、英國利茲大學(xué)、美國匹斯堡大學(xué)、英國Aberdeen大學(xué)等10家單位11位學(xué)者就不同的講座內(nèi)容進行了交流。

在第一部分報告中，法國巴斯德研究所Laurent Debarbieux教授作了題為“噬菌體治療現(xiàn)狀”的大會報告，講述了他們?nèi)绾螐沫h(huán)境中分離了臨床耐藥銅綠假單胞桿菌噬菌體，并以小鼠為動物模型，用該噬菌體治療肺部感染耐藥銅綠假單胞桿菌的小鼠，其成活率超過90%，而對照組全部死亡，這為進一步進行臨床試驗奠定了良好的基礎(chǔ)[2-3]。在第二部分中，美國匹斯堡大學(xué)的Graham Hatfull教授作了題為“分支桿菌噬菌體的開發(fā)利用”的報告，講述了他們研發(fā)分支桿菌噬菌體的經(jīng)歷。他們利用同一株恥垢分枝桿菌分離到二百多株噬菌體，并對這些噬菌體進行基因組測序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些噬菌體在基因組水平有巨大的差異，他們所獲得的分支桿菌噬菌體的巨大基因庫為結(jié)核病防控提供了巨大的潛力[4]。來自匹斯堡大學(xué)的另一位教授Roger Hendrix作了題為“巨噬菌體基因組學(xué)”的報告，介紹了他們對7株巨噬菌體 (噬菌體基因組大于200 kb) 的全基因組測序結(jié)果，并據(jù)此提出了一種“headful ratchet”模型，闡明了巨噬菌體大衣殼蛋白的進化機制，及其與噬菌體基因組大小的的內(nèi)在聯(lián)系[5]。

第三部分為噬菌體的相關(guān)產(chǎn)品研究及應(yīng)用技術(shù)。五位學(xué)者從自己的研究內(nèi)容出發(fā)探討了噬菌體藥物研發(fā)與應(yīng)用的關(guān)鍵問題。英國倫敦國王學(xué)院的John Ward教授、英國Recipharm Cobra生物制品有限公司的Tony Hitchcock教授、斯洛文尼亞的 BIA Separations有限公司的 Petra Kramberger教授、美國奧本大學(xué)的 Deepa Bedi教授、澳大利亞特殊噬菌體服務(wù)中心的Anthony Smithyman教授分別作了大會發(fā)言，內(nèi)容涉及噬菌體的大規(guī)模制備、人體臨床試驗用噬菌體的生產(chǎn)、在甲基丙烯酸酯填料上對金黃色葡萄球菌噬菌體VDX-10的一步純化、基于噬菌體的生物傳感器、賽馬的個性化噬菌體治療。第三部分中Tony Hitchcock教授作的“人體臨床試驗用噬菌體的生產(chǎn)”的報告中談到了抗生素耐藥的嚴(yán)峻形勢以及噬菌體產(chǎn)品用于臨床應(yīng)用的緊迫性，同時他還指出目前已經(jīng)用于臨床試驗的噬菌體產(chǎn)品很難符合目前美國和歐盟GMP管理規(guī)范。他指出，由于噬菌體產(chǎn)品的宿主范圍、用藥路徑和使用劑量的差異，我們不能按照標(biāo)準(zhǔn)的藥品生產(chǎn)檢驗規(guī)程對噬菌體制劑進行生產(chǎn)和檢驗，但是我們可以借鑒近來在臨床研究中廣泛應(yīng)用的病毒載體和質(zhì)粒產(chǎn)品的相關(guān)管理規(guī)范開發(fā)噬菌體藥物[6]。Anthony Smithyman教授在題為“賽馬的個性化噬菌體治療”的報告中講述了他們在賽馬的繁殖季節(jié)對賽馬的耐抗生素細菌感染進行個性化治療的經(jīng)驗，強調(diào)噬菌體治療不能采用單一的治療方案，而必須對每一個病例制訂個性化的治療方案：包括用藥間隔、劑量、給藥方法的選擇等[7]。

第四部分為噬菌體產(chǎn)品的監(jiān)管障礙，瑞士雀巢公司的 Harald Brüssow教授發(fā)表了題為“T4類大腸桿菌噬菌體雞尾酒制劑的安全評估”的主旨演講。其后英國 AmpliPhi生物科技有限公司的David Harper教授作了題為“臨床試驗的管理在噬菌體治療研究中的作用”的演講，比利時的Queen Astrid Military Hospital的Gilbert Verbeken教授作了題為“噬菌體治療管理的現(xiàn)狀與未來”的報告，荷蘭 EBI食品安全公司的 Stephen Hagens教授作了“模式噬菌體產(chǎn)品Listex P100”的報告。新西蘭梅西大學(xué)的Jasna Rakonjac教授作了“絲狀噬菌體裝配的可塑性”的匯報。最后，巴基斯坦國立科技大學(xué)的Waqas Nasir Chaudhry教授作了“烈性弗氏檸檬酸桿菌噬菌體 LK1的分離和特性研究”的實驗進展介紹。此部分演講中Harald Brüssow博士對他們開發(fā)的一種T4類大腸埃希菌噬菌體雞尾酒制劑進行的安全評估給人以深刻印象。他們設(shè)計了一種對致病性大腸桿菌具有廣泛覆蓋度的噬菌體雞尾酒制劑，這個噬菌體組合由10株T4類噬菌體組成。對這10株噬菌體進行了全基因組測序沒有發(fā)現(xiàn)其中含有有害基因，然后對其在老鼠中進行口服實驗，實時監(jiān)測其腸道、血液、肝臟、脾臟和糞便中的噬菌體含量，證實了其良好的治療效果并且沒有發(fā)現(xiàn)任何不良反應(yīng)。在征得倫理委員會的同意后，對成人、8歲兒童、1至2歲兒童3個試驗組進行了該雞尾酒制劑的臨床試驗，同時密切進行相關(guān)的體格檢查、臨床化學(xué)、血液學(xué)、微生物評估等試驗，沒有不良反應(yīng)發(fā)生，相關(guān)的安全性評估在孟加拉國首都達卡的國際腹瀉疾病研究中心進行[8]。

會議在每個部分安排一個單元時間作壁報展示，參加會議的一百多位代表展示了各自的展板，進行面對面的交流，內(nèi)容涉及噬菌體的基礎(chǔ)研究和實際應(yīng)用，噬菌體、裂解酶和整合酶等。會議閉幕式由英國 Arcamis有限公司的 Nick Housby先生致辭。

3 國內(nèi)外噬菌體治療研究概況及我國未來的努力方向

在過去十多年的時間里，由于抗生素耐藥形勢的日益嚴(yán)峻，噬菌體治療研究及相關(guān)產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)迅猛復(fù)蘇。相對于傳統(tǒng)的抗生素治療細菌感染，噬菌體治療具有其獨特的優(yōu)勢：能自我擴增，消滅病原菌之后自我死亡；特異性強，只針對特定的病原菌，對人體、動植物和環(huán)境沒有任何毒副作用等。在東歐的一些國家，如格魯吉亞、波蘭等國，噬菌體的研究與發(fā)現(xiàn)有近百年的歷史，位于格魯吉亞的噬菌體治療中心具有超過80年的噬菌體治療經(jīng)驗，其產(chǎn)品包括針對各類細菌感染的個性化治療[9]。此外，英、美等國的一些科研機構(gòu)與大學(xué)都積極開展了噬菌體治療的研究與臨床工作[10]。近年來細菌耐藥問題非常嚴(yán)峻，尤其是我國特殊的醫(yī)療利益關(guān)系導(dǎo)致抗生素濫用嚴(yán)重，很多耐藥菌已經(jīng)無抗生素可醫(yī)，特別是很多腫瘤患者、器官移植患者等由于自身免疫力低下，一旦被這些多重耐藥菌感染，往往會被一些平時看起來微不足道的細菌奪去寶貴的生命[11]。

世界衛(wèi)生組織于2011年8月20日敦促世界各國采取措施抗擊耐藥性細菌，減少細菌對抗生素產(chǎn)生抗藥性的機會[12]，與噬菌體研究與應(yīng)用發(fā)達國家相比，我國目前噬菌體治療的基礎(chǔ)研究非常薄弱，實際應(yīng)用更是幾乎空白。其實我國早在1958年就有人在上海應(yīng)用綠膿桿菌噬菌體治愈全國著名勞模邱財康大面積燒傷的事跡，備受各方關(guān)注[13]。衛(wèi)生部大連生物制品研究所 (后并入成都生物制品研究所) 曾經(jīng)有生產(chǎn)痢疾噬菌體用于痢疾防治的報道。我國市場上曾經(jīng)有過沙門氏菌噬菌體、炭疽桿菌噬菌體、霍亂菌噬菌體、志賀氏菌噬菌體、大腸埃希菌噬菌體、傷寒菌ViD噬菌體、金黃色葡萄球菌噬菌體等細菌診斷和分型用噬菌體。提及噬菌體治療，國內(nèi)很多同行的印象都是離應(yīng)用太遙遠，然而目前一些發(fā)達國家被多重耐藥菌感染的患者由于沒有合適的抗生素醫(yī)治都選擇去這些前東歐國家進行個性化的噬菌體治療，取得良好的效果[14]。本實驗室近年來與中國人民解放軍第307醫(yī)院開展合作，建立了包含臨床上廣泛耐藥大腸埃希菌、銅綠假單胞桿菌、麥芽假單胞桿菌的噬菌體庫，希望能盡快完成相關(guān)的動物試驗與臨床試驗，為挽救那些廣泛耐藥菌感染患者生命做出自己的貢獻。同時也希望國家加大在噬菌體治療方面的資金投入與政策支持，設(shè)立噬菌體治療研究專項基金，使我們國家噬菌體研究與應(yīng)用后來居上，造福人類生命健康。

REFERENCES

[1] DuckworthDH. History and basic properties of bacterial viruses. Phage Ecology, 1987: 1–44.

[2] Debarbieux D, Leduc D, Maura D, et al. Bacteriophages can treat and prevent Pseudomonas aeruginosa lung infections. J Infect Dis, 2010, 201(7): 1096?1104.

[3] Morello E, Saussereau E, Maura D, et al. Pulmonary bacteriophage therapy on pseudomonas aeruginosa cystic fibrosis strains: first steps towards treatment and prevention. PLoS ONE, 2011, 6(2): e16963.

[4] Hatfull GF, Jacobs-Sera D, Lawrence JG, et al. Comparative genomic analysis of 60 mycobacteriophage genomes: genome clustering, gene acquisition, and gene size. J Mol Biol, 2010, 397(1): 119?143.

[5] Hendrix RW. Bacteriophages: Evolution of the majority. Theor Popul Biol, 2002, 61: 471?480.

[6] Hitchcock T. Production of recombinant whole-cell vaccines with disposable manufacturing systems. BioProcess International, 2009: 36?44.

[7] Smithyman A. Bacteriophage therapy-possible applications in the equine industry. SPONSORS, equineacvscorgau, 2010: 131?132.

[8] Denou E, Bruttin A, Barretto C, et al. T4 phages against Escherichia coli diarrhea: potential and problems. Virology, 2009, 388(1): 21?30.

[9] PHAGE THERAPY CENTER: Bacteriophage Therapy for Patients Across the Globe [EB/OL]. [2011-11-10]. http://www.phagetherapycenter.com/ pii/PatientServlet?command=static_home.

[10] U.S. needs to open eyes to 'phage therapy' [EB/OL]. [2011-11-10]. http://www.usatoday.com/ tech/columnist/andrewkantor/2006-07-06-phage-th erapy_x.htm.

[11] 中國抗生素人均消費量是美國十倍 濫用有三大源頭 [EB/OL]. [2011-11-10]. http://health.people. com. cn/ GB /10937954.html.

[12] 世衛(wèi)組織敦促各國采取措施抗擊耐藥性細菌[EB/OL]. [2011-11-10]. http://news.xinhuanet.com/ society/ 2010-08/21/c_13455345.html.

[13] 大面積燒傷治療的首次成功 [EB/OL]. [2011-11-10]. http://www.archives.sh.cn/docs/ 200803/d_169119.html.

[14] Medical Tourism: “You Either Go to Tbilisi or Die”. [2011-11-10]. www.amazingphage.info/ USERIMAGES/GeorgiaToday.pdf.