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76.《预防及治疗用噬菌体质量标准专家共识》(2024)要点

(2024-07-09 08:43:07)
标签:

噬菌体质量

预防及治疗用噬菌体质量标准专家共识2024要点

 

摘要  日益严重的细菌耐药性给全球公共卫生带来了重大挑战,噬菌体疗法作为细菌感染治疗的替补疗法,近年来重新得到医生、研究者和产业界的重视。噬菌体是特异性感染细菌的一类病毒。噬菌体疗法可以精准靶向并清除病原菌而不破坏自然环境微生态及人体正常菌群。由于噬菌体的活病毒属性、杀菌特异性等特征,使得噬菌体的药学、非临床和临床研究有别于传统药物。目前,国内外尚缺乏相关规范和指南,限制了噬菌体的转化应用和推广。为此,基于国内外前期噬菌体治疗临床研究的经验,并参考噬菌体治疗相关文献报道,组织噬菌体基础研究、临床、药学等领域专家,起草了本共识。对入库噬菌体的来源、噬菌体宿主、入库噬菌体的生物学特性以及入库噬菌体的包装与标识提出要求,旨在规范应用型噬菌体的标准,并满足噬菌体库的共享需求,加速推动噬菌体的研究、转化及应用。

愈来愈严重的细菌耐药性给全球公共卫生造成了巨大威胁。国家卫生计生委等14部门联合制定了《遏制细菌耐药国家行动计划(20162020年)》及国家卫生健康委等13部门联合制定了《遏制微生物耐药国家行动计划(20222025年)》。耐药性细菌监测、抗微生物药物合理应用、研发上市全新类型抗微生物药物是国家行动计划的主要目标。噬菌体是一类能特异性感染细菌的病毒。裂解性噬菌体通过吸附、侵入、增殖、装配及彻底裂解细菌释放出大量子代噬菌体从而完成其生命周期,并最终裂解宿主菌。噬菌体疗法是通过裂解性噬菌体靶向裂解病原菌从而治疗细菌性感染。实际上,噬菌体治疗的历史早于抗生素,直至现在噬菌体疗法在格鲁吉亚、波兰等少数国家仍在广泛使用。

噬菌体兼具种类多样性和宿主专一性,噬菌体治疗仅靶向清除特定病原菌而不破坏人体正常菌群。因此,在全球细菌耐药日益严重的背景下,噬菌体疗法又被重新寄予厚望。

噬菌体专一性强、裂解谱窄这一特性在噬菌体治疗及预防应用中是把双刃剑,其优势在于与大多数抗生素相比,噬菌体治疗可以靶向清除病原菌而不破坏正常微生物菌群;劣势在于狭窄的宿主裂解谱限制了其临床使用的匹配性及快速可及性。

  入库噬菌体的来源

1.1  天然噬菌体

据估计,生物圈中有1031数量级的噬菌体颗粒,广泛分布于人们生活周围的土壤、水体、空气、动植物、饮用水、食品等环境中。目前很多噬菌体库中的噬菌体均为从自然环境中分离的噬菌体。

1.2  基因工程噬菌体

使用基因工程和合成生物学技术人工改造或合成噬菌体,可以使噬菌体的性能更加优良。理论上,基因工程噬菌体可以解决天然噬菌体宿主谱窄、难以分离、易产生抗性等应用中遇到的瓶颈问题。

  噬菌体宿主

2.1  分离噬菌体所用宿主菌

自然界中噬菌体的生存及繁殖均依赖于宿主菌,因此从污水、土壤、粪便等环境样本中分离天然噬菌体时通常会使用一株甚至多株宿主菌。

2.2  扩增噬菌体所用宿主菌

由于噬菌体具有严格的宿主专一性,且临床分离菌株与标准菌株或者工程菌株差异较大,很难使用一种或几种标准菌株或工程菌株对所有噬菌体库中的噬菌体进行扩增。

2.3  噬菌体宿主谱

从自然界分离纯化的噬菌体,有些裂解的宿主范围很窄,而有些则很宽。为了能够及时高效地共享噬菌体资源,入库的噬菌体应进行裂解谱分析,且尽可能提供裂解谱中菌株的详细信息,包括种属、分离来源、分离时间、分离地区等。

  入库噬菌体的生物学特性

3.1  噬菌体形态

不同形态的噬菌体对外界条件(如环境、温度、离子成分)及体内环境的耐受性往往也有差别,对不同场景的应用效果亦可能有影响。

3.2  噬菌体复制效力

噬菌体作为一类感染细菌的病毒,无法在宿主体外完成独立繁殖,需要成功感染宿主后利用宿主的细胞组分实现增殖。

3.3  噬菌体对温度的稳定性

温度条件是进行噬菌体存储及运输时最大的影响因素,应对入库噬菌体在4、室温、低温(≤-80、干冰或者液氮)条件下,至少长至半年时间内滴度变化进行标识。

3.4  噬菌体对pH值的稳定性

在环境或者临床治疗应用时,pH值往往波动较大,入库噬菌体应标识其在酸性(pH4)、碱性(pH10)及pH7时的稳定性,以保证使用过程中噬菌体的有效活性。

3.5  噬菌体的基因组特征

噬菌体可以在细菌中长期传代繁殖并产生大量子代噬菌体,但在繁殖过程中噬菌体的基因组有发生突变的可能。入库的噬菌体应挑取单个噬菌斑纯化三次后再进行测序,经测序后的噬菌体应基于多个数据库进行基因组注释分析,标示详细的基因组信息,包括核酸类型、基因组大小、编码基因数量、基因注释、毒力基因、耐药基因、整合酶基因、tRNA基因及假定的其他特殊类型基因等。

  入库噬菌体的包装与标识

取噬菌体及最适宿主通过规定的方式传代不多于10次,传代次数多于10次应重新进行测序分析。在同一传代水平,将同次培养物均匀地混合成一批,定量分装,噬菌体的滴度建议107pfu/mL,并于4、冻干或-80等不同条件下平行保存,每次制备样品为独立批次。

每个入库噬菌体应建立详细的质量控制信息表,内容包括噬菌体编号及扩增宿主菌编号、宿主谱、培养基及培养条件、噬菌体分离环境样本类型(天然分离噬菌体)、地理位置、形态、基因组测序数据路径、滴度、保藏溶液、pH值稳定性、制备日期、制备实验室、保藏位置、保存温度、保质期限、提供者信息、保藏人等信息(表1)。由于噬菌体基因组具有整合到细菌基因组或与细菌基因组进行遗传交换的潜在风险,因此临床治疗使用的噬菌体基因组中还不能携带溶源相关基因、毒力及耐药基因附件1天然噬菌体分离纯化流程

〔本资料由朱明恕主任医师根据预防及治疗用菌体质量标准专家共识》(2024编写〕

(本共识刊登于《中国生物工程杂志2024年第1期。如欲全面详尽了解,请看全文)

2024.3.5

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