噬菌体对肠杆菌科细菌的治疗作用

郝贺 ，王海英 郭炳博 译，石玉祥 校

（1. 河北工程大学， 河北邯郸056000；2. 河北省禽病技术创新中心， 河北邯郸056000； 3.河北中贝佳美生物科技有限公司，河北邯郸056000）

肠杆菌科是一类革兰氏阴性菌。 该类所有细菌都与腹膜炎和其他腹腔内感染有关。此外，大肠杆菌常引起泌尿器官感染；肺炎克雷伯菌被认为也是肺炎的重要病因；肠沙门氏菌可引起胃肠炎；志贺氏菌株可引起志贺氏菌病，通常以传染流行形式出现，且有相当高的发病率和死亡率。 但耐药性的存在是处理肠杆菌科感染的一个严重问题，并有可能诱发耐药物种产生。 目前迫切需要寻找控制肠杆菌科感染的替代方法，而噬菌体治疗是有效的方法之一。

噬菌体治疗有着悠久的历史，起源于20 世纪初。 但自从青霉素和其他抗生素被发现以来，噬菌体治疗研究几乎停止。 然而，由于抗生素的滥用，越来越多的致病菌对药物产生了耐药性，对人类健康造成了极大的威胁，抗生素不良反应刺激了研究人员对噬菌体治疗的研究，并取得了很大的进展。 噬菌体疗法是利用噬菌体来分裂致病细菌的治疗方法。 噬菌体吸附到细菌后，开始溶菌过程。 根据是否需要溶血素，宿主细胞裂解机制可分为两种基本模式。 一种模式依赖于噬菌体K 和T4 等带有双链DNA 的噬菌体产生的溶菌酶来分裂细菌；另一种模式不需要溶菌酶。

1 大肠杆菌的噬菌体疗法

据世界卫生组织估计，每年约有500 万儿童死于急性腹泻。 发展中国家1/3 的儿童腹泻病例是由大肠杆菌引起的，大肠杆菌是所有细菌中致病谱最广的细菌之一，给家禽造成的死亡率也很高。

用噬菌体来治疗大肠杆菌感染。 Smith 等人用噬菌体混合物治疗犊牛、仔猪和羔羊腹泻，取得有效成果。 Huff 等人证实雏鸡感染大肠杆菌后，在饮用水中添加109PFU/毫升噬菌体悬浊液， 死亡率显著下降。 奥利维拉等人的研究证实， 噬菌体以1×109PFU/毫升的剂量口服和喷雾，鸡的死亡率平均降低25%，发病率平均降低41.7%。

2 沙门氏菌的噬菌体疗法

沙门氏菌可引起人类沙门氏菌病。 沙门氏菌可以生活在鸟类和哺乳动物的胃肠道中，能够在水、土壤和各种食物等环境中长期存活。 摄入带有动物粪便的食物是大多数人感染沙门氏菌病的原因。 人类沙门氏菌病的临床表现广泛，从亚临床胃肠炎到严重菌血症和脑膜炎，以及其他形式的肠外感染。 事实上，现在已知2600 多个血清型肠沙门氏菌，并且在毒力上表现出很大的差异。 由于肠炎沙门氏菌广泛存在耐药性，唯一可用的抗生素是氟喹诺酮类和第三代头孢菌素类，因此需要抗生素以外的其他替代品。

噬菌体已被用于控制沙门氏菌污染。 Leverentz 等人使用沙门氏菌特异性裂解噬菌体减少实验污染的鲜切甜瓜和苹果中的菌落数。 他们发现，噬菌体可以显著减少不同温度下甜瓜中沙门氏菌的数量，但由于苹果的pH 值较低，可能会影响噬菌体的活性，因此对苹果没有很好的作用。 阿特伯里等人试图通过使用宿主特异性噬菌体减少沙门氏菌在肉鸡体内的定植， 从232株沙门氏菌噬菌体中筛选出3株宿主范围广的噬菌体，2 株噬菌体能明显减少肠炎沙门菌的盲肠定植。Wall 等人使用噬菌体鸡尾酒治疗市售猪，结果表明，应用噬菌体鸡尾酒的猪回肠沙门氏菌浓度和盲肠沙门氏菌浓度显著降低。

3 志贺氏菌菌株的噬菌体疗法

志贺氏菌是一种小型、无包膜、无运动性的革兰氏阴性杆菌，在人类中引起志贺氏菌病。 对人类致病的志贺氏菌有四种：痢疾杆菌、博氏痢疾杆菌、松内痢疾杆菌和埃克内氏痢疾杆菌。 志贺氏菌病是许多发展中国家的一个主要公共卫生问题，并造成相当大的发病率和死亡率。 全世界每年约有1.2 亿病例和110 万人死亡。 志贺氏菌污染主要通过粪口途径发生， 与真菌、 食物、水、 昆虫或人与人直接接触。此外，通过环境源的二次传播也不容忽视。

对志贺氏菌的噬菌体治疗起源于1917 年，d'Herelle第一次使用噬菌体消灭了从出血性痢疾士兵体内分离出志贺氏菌菌株。 1963 年和1964 年，格鲁吉亚第比利斯进行了一项最广泛的研究，以评估治疗性噬菌体预防细菌性痢疾的功效，结果表明噬菌体对志贺氏菌具有有效治疗作用。

4 肠杆菌科其他菌株的噬菌体疗法

除上述肠杆菌科外，最近还有其他肠杆菌科如爱德华氏菌、变形杆菌、欧文氏菌和柠檬酸杆菌相关的噬菌体的研究。 这些研究表明噬菌体在治疗肠杆菌科细菌感染时，有明显的作用效果。

噬菌体治疗是一种优于抗生素的治疗细菌感染方法，在预防和治疗肠杆菌科细菌病方面，有显著效果和应用前景。 噬菌体在杀灭细菌的过程中能够在宿主所在的位置增加数量，有助于提高噬菌体疗效；此外，制剂生产成本相对较低。 大多数噬菌体都有一个特定的宿主范围，这能保证它们分裂致病菌，几乎不会对正常菌群产生破坏作用。 相比之下，许多化学抗生素具有更广泛的活性谱，这可能容易诱发超级感染。 与抗生素不同，抗生素是有毒的，噬菌体对细菌和环境几乎没有毒性。