История бельгийки, которую спас бактериофаг, открытый в Тбилиси

Институт бактериофагов в Грузии

17 января 2022 года в научном журнале Nature Communications была опубликована статья, в которой медики рассказывают многолетнюю историю лечения одного очень тяжелого пациента.

В 2016 году в результате теракта в аэропорту Брюсселя пострадала 30-летняя женщина. У нее развилась тяжелая инфекция в месте перелома тазобедренного сустава, которую не удавалось победить годами. Организм женщины стал устойчивым ко всем антибиотикам. Наконец, когда все пути были перепробованы, врачи использовали присланный из Тбилиси бактериофаг.

Фаготерапия — сложный и совершенно неизученный метод борьбы с бактериальными инфекциями, начало которому почти сто лет назад положил грузинский ученый Гиорги Элиава.

Тогда на него возлагались большие надежды, но затем массовое производство антибиотиков заставило всех забыть о существовании бактериофагов.

Однако сегодня, когда медицина выходит на новый этап развития, а проблема устойчивости бактерий к антибиотикам обостряется, этот метод по-прежнему привлекает внимание.

Вот история одной пациентки, которую спас фаг, обнаруженный в образце сточных вод в Тбилиси.

В 2016 году в аэропорту Брюсселя произошел кровавый теракт, в ходе которого пострадали до 350 человек.

Среди них была тридцатилетняя женщина. После частичной ампутации таза и фиксации бедренной кости состояние больной было расценено как стабильное. (Ambien) Однако в течение четырех дней, пока она принимала антибиотики, у нее случился септический шок — реакция на инфекцию, опасная для жизни. В образце, взятом из воспаленных тканей, были обнаружены бактерии Enterococcus faecium, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter cloacae и Klebsiella pneumoniae. Врачи назначили длительный курс больших доз широкого спектра антибиотиков, который длился в общей сложности более двух лет.

Постепенно у больной развились побочные реакции на антибиотики, пересаженный мышечный фрагмент начал отмирать (некроз), у больной были различные осложнения, в том числе стойкая высокая лихорадка, нарушение слуха, нарушение функции почек, а также сопровождающееся мукормикозом — тяжелой, но серьезной инфекцией, вызывающей серьезные осложнения, — повреждения кожи, легких, желудочно-кишечного тракта и других систем.

Главной проблемой во всей этой ситуации стала бактерия Klebsiella pneumoniae, противостоять которой медицина не смогла. Именно тогда в качестве экспериментального и практически крайнего средства врачи решили попробовать фаговую терапию, для чего обратились к коллегам из Тбилисского института бактериофагов, микробиологии и вирусологии имени Гиорги Элиавы.

Лекарство из Тбилиси

Фаг, которому наконец удалось вылечить женщину, пострадавшую в результате теракта в Бельгии, прибыл из Грузии.

Согласно научной статье, специалисты Института бактериофагов, микробиологии и вирусологии им. Гиорги Элиавы получили его из проб сточных вод Тбилиси.

• Лаборатория на линии информационного фронта
• Зараженные комары с американского самолета — Москва требует инспекции лаборатории Лугара в Тбилиси
• Мышиный скандал. В Южной Осетии заявляют, что раскрыли очередной заговор Грузии и США

Во время скрининга этот фаг показал самую высокую эффективность против Klebsiella pneumoniae. При введении в культуру бактерий, взятых у больной, через 35 минут вирус проникал в клетку, где начинал размножаться, и в течение 8-10 минут вирус был способен уничтожить бактериальные клетки.

Этический комитет бельгийской больницы одобрил такое использование экспериментальной фаготерапии еще в ноябре 2016 года, и пациентка также подписала информированное согласие на экспериментальное лечение. Однако врачи долгое время не могли прийти к единому мнению, можно ли применять такую ​​терапию.

В феврале 2018 года, когда с момента теракта прошло 702 дня, наконец выяснилось, что антибиотики не действуют. Тогда врачи решили начать фаготерапию.

Поскольку среди врачей не было единого мнения о внутривенном введении вируса и вообще фармакологические данные по этому виду терапии были крайне скудны, фаги вводили в организм больной с помощью катетера непосредственно в очаг воспаления. Курс терапии в каждом случае ограничивался шестью днями. В то же время использование антибиотиков не прекратилось.

Эффект был заметен уже на второй день терапии. При этом врачи чередовали антибиотики в зависимости от ситуации, чтобы проверить их эффективность. В конце концов было обнаружено, что антибиотик цефтазидим/авибактам чувствителен к последней культуре Klebsiella pneumoniae, и его начали применять через два дня после первой инъекции фага.

Спустя три месяца врачи оценили курс лечения.

Гнойных и некротических участков больше не было – врачи пришли к выводу, что воспаление побеждено. Кроме того, у пациентки восстановилась чувствительность мышц левого бедра, она прибавила в весе, почувствовала себя лучше. Анализы крови не выявили патологии, а компьютерная томография стопы подтвердила частичное восстановление бедренной кости. Было принято решение прекратить курс антибиотиков. Кроме того, были собраны изолированные костные фрагменты и высеяны для анализа на бактериальную составляющую. В этих образцах не наблюдалось роста бактериальных культур.

Что такое бактериофаги

Бактериофаги — это вирусы бактерий.

Как человеческие вирусы проникают и размножаются в клетках человека, так бактериофаги проникают в организм бактерий, повреждая, а затем уничтожая его.

Они живут в богатой микробами природной среде, такой как почва или сточные воды.

Бактериальные клетки, в отличие от клеток человека, имеют довольно большую стенку, поэтому бактериофаги обычно отличаются от «известных» вирусов визуально. Бактериофаг обычно выглядит как микроскопический шприц, которым можно «проколоть» клетку и ввести в нее генетический материал (ДНК).

Поскольку фаги являются естественными врагами бактерий, их открытие в начале 20 века ясно показало, что теоретически эти вирусы можно использовать для борьбы с бактериальными инфекциями.

Фаготерапия зародилась в Советском Союзе, и одним из ее основоположников был грузинский микробиолог Гиорги Элиава.

В 1923 году он основал Институт в Тбилиси — первый в мире центр исследования бактериофагов.

С ним работал и французский первооткрыватель бактериофагов Феликс Д’Эрелль.

В ночь на 23 января 1937 года домой к 45-летнему Гиорги Элиава пришли сотрудники НКВД и арестовали. Его обвинили в шпионаже в пользу французского правительства и попытке распространения эпидемии среди населения.

9 июля 1937 года Военная коллегия Верховного суда приговорила Гиоргия Элиаву к расстрелу. Элиава и его жена были объявлены «врагами народа» и расстреляны 10 июля. Их единственную дочь депортировали в Среднюю Азию.

Сегодня Институт бактериофагов, микробиологии и вирусологии им. Гиорги Элиавы отличается коллекцией самых обширных и ценных штаммов бактерий в мире и активных против них бактериофагов.

В настоящее время в коллекции штаммов и бактериофагов Института Элиавы зарегистрировано более 1000 бактериофагов, специфичных для патогенных бактерий человека, животных и растений. Коллекция также включает более 12 000 бактериальных штаммов 44 родов и 180 видов бактерий, выделенных из Грузии, а также из разных регионов мира (Европа, Азия, Австралия и Африка).

Фаги в современном мире

Поначалу фагами очень заинтересовались фармацевтические компании, в том числе и американские.

Однако исследования в этой области значительно замедлились с началом промышленного производства пенициллина в 1940-х годах — тогда казалось, что антибиотики окончательно решили проблему бактериальных инфекций.

Через некоторое время медицина обнаружила, что бактерии могут приобретать устойчивость к антибиотикам и это стало большой проблемой.

Всемирная организация здравоохранения рассматривает наличие устойчивых к антибиотикам бактерий как растущую угрозу для глобального здравоохранения. Инфекции, не поддающиеся лечению антибиотиками, ежегодно убивают сотни тысяч людей.

Распространение таких бактерий создает не только непосредственные, но и дополнительные риски — например, риск развития послеоперационных осложнений.

Поэтому в последние годы исследователи и медики постепенно возвращаются к идее фаготерапии.

Сложность этого метода заключается в том, что определенные фаги часто могут бороться только с определенными штаммами бактерий. Поэтому пациентам должны индивидуально выбирать вирус, который будет бороться с бактериями в их организме. Для этого к бактериальным культурам, взятым у пациентов, добавляют разные фаги, чтобы увидеть, какие из них работают лучше всего.

По словам авторов статьи в Nature Communications, фаготерапия успешно применяется в различных областях медицины в течение последних десяти лет, в том числе при лечении инфекций, вызванных использованием ортопедических конструкций.

Авторы статьи отмечают, что специалистам, занимающимся селекцией фагов, следует обратить внимание на то, что эти фаги не содержат генов, способных вызывать в организме резистентность к антибиотикам и токсичность.

В то же время «индивидуальность» и узкую специфичность бактериофагов можно считать их положительной стороной: если антибиотики часто убивают «полезную» микрофлору организма, то бактериофаги действуют на специфической основе, на конкретные бактерии, и не должны вызывать побочных реакций.