裴廣倩，韓傳銀，史套興，童貽剛

軍事醫(yī)學科學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

抗生素可替代品
——噬菌體和益生菌會議

裴廣倩，韓傳銀，史套興，童貽剛

軍事醫(yī)學科學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

近年來，隨著抗生素的濫用，細菌對抗生素的耐藥性不斷增強。據(jù)報道，目前有些國家肺炎鏈球菌耐藥發(fā)生率達到 25%；美國 75%的細菌感染會對一種或多種抗生素產(chǎn)生耐藥性；日本葡萄球菌分離株半數(shù)以上都具有多重耐藥性[1]。我國的情況更為嚴重，其中臨床分離的大腸桿菌對喹諾酮類抗生素耐藥率已超過 60%，居世界首位，因此尋找代替抗生素治療細菌性疾病的策略成為解決該問題的有效途徑之一。其中，噬菌體替代抗生素的研究已成為近幾年的熱點[2]，對噬菌體生物學的深入研究推動了應用噬菌體進行細菌性疾病診斷和治療的發(fā)展。

國際上進行噬菌體治療研究比較有影響的機構(gòu)大多集中在前蘇聯(lián)加盟共和國，其中位于格魯吉亞首都第比利斯的 Eliava研究所 (全稱為Eliava Institute of Bacteriophage, Microbiology &Virology) 在噬菌體治療研究方面歷史最為悠久，該研究所由George Eliava教授于1923年創(chuàng)建。George Eliava教授是噬菌體治療研究歷史上的一位核心人物，他與D’Herelle (噬菌體發(fā)現(xiàn)者)共同發(fā)現(xiàn)了噬菌體裂解酶[3]，與Pozerski共同發(fā)現(xiàn)了在中國古代治療瘧疾的藥物中的有效成分奎寧[4]，他第一個提出噬菌體能夠改變其宿主特性的假設[5]，并且對噬菌體治療的免疫反應、噬菌體對白細胞的吸附及噬菌體對胎盤的滲透性等進行了大量的研究。

為了紀念George Eliava教授120周年誕辰，“抗生素可替代品——噬菌體和益生菌”會議于2012年7月1日?7月4日在格魯吉亞共和國首都第比利斯舉行，由美國能源部、國際科學技術中心 (International Science and Technology Center，即ISTC，包含美、加、歐盟、蘇、日、韓等國的聯(lián)合科學機構(gòu))、烏克蘭科學技術中心贊助，參加會議的代表共137人，分別來自格魯吉亞、俄羅斯、美國、英國和中國等 31個國家和地區(qū)，其中中國代表來自于中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院微生物流行病研究所和沈陽協(xié)合集團有限公司。

2 學術交流

此次會議根據(jù)內(nèi)容分為3個部分，第一部分為“噬菌體”，由格魯吉亞 Eliava研究所 Revaz Adamia教授、美國常青州立學院Elizabeth Kutter教授、英國萊斯特大學醫(yī)學院感染、免疫與炎癥微生物學系Martha Clokie教授、愛爾蘭科克理工學院生物科學系Aidan Coffey教授主持，共17個講座，內(nèi)容主要涉及兩個方面：1) 噬菌體的基礎研究，包括噬菌體的分離純化、生物學特性分析、基因組報告、噬菌體相關功能蛋白的發(fā)掘等。2) 噬菌體的應用領域：作為新型防腐食品添加劑的相關研究、環(huán)境友好去污劑的相關研究、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)病原菌 (如地衣芽孢桿菌) 的預防與治療、臨床耐藥菌株 (如銅綠假單胞菌、難辨梭狀芽孢桿菌、毒性紅球菌屬等) 噬菌體治療的嘗試等。其中，英國萊斯特大學醫(yī)學院感染、免疫與炎癥微生物學系Martha Clokie教授作了題為“難辨梭狀芽孢桿菌噬菌體的多樣性及感染動力學”的大會發(fā)言，講述了他們分離的 20個難辨梭狀芽胞桿菌噬菌體，分析了這些噬菌體的形態(tài)學、感染參數(shù)和宿主范圍，并且正在用動物模型確認它們作為治療劑的有效程度。Ales Podgornik教授作了題為“用硅土層析柱法純化噬菌體”的報告，他們驗證了 CIM 甲基丙烯酸酯單片對T4、lamda、M13噬菌體純化的有效性，比較了離子交換層析法對不同噬菌體的洗脫曲線，檢驗了現(xiàn)有樣品和先前純化的噬菌體的動態(tài)結(jié)合能力及回收率[6]，另外，提出了在發(fā)酵過程中檢測噬菌體滴度的新方法[7]。

第二部分為“益生菌”，共12個講座，內(nèi)容主要包括 4個方面：1) 利用種群間的競爭性抑制來阻斷致病菌的增殖。2) 將益生菌作為一種疫苗的運載工具，發(fā)揮營養(yǎng)免疫的功效。3) 調(diào)節(jié)腸道微環(huán)境。4) 益生菌使用的安全問題。期間塔爾圖大學醫(yī)學院微生物系 Marika Mikelsaar教授作了題為“一種新的抗菌劑和抗氧化益生菌的雙重效益”的報告，找到了一株新的益生菌發(fā)酵乳桿菌菌株ME-3，其具有很好的抑菌性與抗氧化雙重屬性。這種雙重屬性的功效與相關抗生素的聯(lián)合使用能夠得到更好的發(fā)揮，并已經(jīng)通過治療鼠傷寒沙門氏菌感染的小鼠得到證實。在臨床試驗中，益生菌還能增加患者血清的抗氧化活性與LDL顆粒成分[8]。這種益生菌已經(jīng)通過采用特殊的技術被加入到相關乳制品中，并嚴格控制其含量，該產(chǎn)品預計將在 7年內(nèi)進入市場。

第三部分為“益生菌與健康”研討會，會議內(nèi)容包括目標性倡議支持項目 (Targeted initiative supported projects) 和新的 TI建議書(New TI Proposal)，前者主要涉及“在牛奶低聚糖中選擇性生長的益生菌的分離及特征”、“益生菌在熟悉性地中海熱病患者腸道微生物菌群組成中的影響”與“高加索地區(qū)地方性益生菌的研究”三個方向。后者提出了益生菌的主要研究熱點：1) 防治蜜蜂疾病的益生菌的發(fā)展；2) 修正老年人年齡相關性記憶衰退益生菌制劑的發(fā)展；3) 微生物和營養(yǎng)免疫：選擇和應用現(xiàn)代益生菌的新趨勢；4) 益生菌的抗菌和免疫調(diào)節(jié)效應的應用前景；5) 雙歧桿菌細菌素類物質(zhì)的抗菌活性。

3 噬菌體治療的應用領域及我國的發(fā)展方向

目前，隨著分子生物學技術的日漸成熟，噬菌體的研究在國內(nèi)外也越來越深入，這項技術也進入了很多領域，如在食品業(yè)微生物污染防控方面，可通過噬菌體分型及噬菌體快速檢測方法來檢測食物中的病原菌，也可使用噬菌體抑制及殺滅食物中的大腸桿菌 O157∶H7、李斯特菌、糞桿球菌、彎曲桿菌及沙門氏菌等多種病原菌[9]。在水產(chǎn)業(yè)，噬菌體也可以用于治療魚蝦的細菌性感染；大量研究結(jié)果表明，噬菌體可以用于預防及治療動物體內(nèi)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌、鮑氏不動桿菌、沙門氏菌、肺炎克雷伯菌等多種耐藥菌感染。隨著我們對噬菌體特性及噬菌體與宿主菌間相互作用機制的理解越來越深入[10]，研發(fā)新型噬菌體制劑和整合噬菌體治療技術來設計新抗菌策略將會有更廣闊的應用前景。

近年來多重耐藥菌引起的感染對人類健康造成了嚴重的威脅，抗生素已無法達到理想的治療效果，因此噬菌體治療的研究開始在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展，國外某些研究機構(gòu)已開始研制噬菌體制劑，有些噬菌體制劑已經(jīng)應用于臨床治療并取得了比較理想的治療效果，噬菌體制劑作為一種新的治療手段已受到越來越廣泛的關注。我國作為世界上濫用抗生素最為嚴重的國家之一，細菌耐藥的形勢十分嚴峻，我國政府和有關部門近期出臺了一系列控制抗生素使用的政策措施，但是對于取代抗生素的研究的重視程度比較滯后，作為解決抗生素耐藥最有前途的噬菌體治療在國內(nèi)的研究甚少，這些研究零散地分布在一些農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)，僅有少數(shù)的醫(yī)藥研究機構(gòu)如軍事醫(yī)學科學院微生物流行病研究所、第三軍醫(yī)大學等在噬菌體治療研究方面進行一些相關研究。希望在不久的將來，有關政府科研管理部門能夠關注這一新型研究領域，鼓勵科研機構(gòu)和企業(yè)積極參與到這一創(chuàng)新型領域，加快噬菌體治療的產(chǎn)業(yè)化進程，盡快緩解抗生素濫用和細菌廣泛耐藥問題，這將是一個造福億萬中國人民乃至全世界的偉大事業(yè)。

會議網(wǎng)站：http://www.istc.ru/istc/istc.nsf/va_WebPages/BacteriophagesTbilisiEng

[1]Merril CR, Scholl D, Adhya SL. The prospect for bacteriophage therapy in Western medicine. Nat Rev Drug Disc, 2003, 2(6): 489?497.

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[4]Eliava G, Pozerski E. De l'action destructive des sels de quinine sur le bacteriophage de d'Herelle.Compt Rend Soc Biol, 1921, 85: 139.

[5]Eliava G. Au sujet de l'adsorption du bactériophage par les leucocytes. Compt Rend Soc Biol, 1930,105: 829?831.

[6]Smrekar F, Ciringer M, Strancar A, et al.Characterisation of methacrylate monoliths for bacteriophage purification. J Chromatog A, 2011,1218(17): 2438?2444.

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Bacteriophages and probiotics—alternatives to antibiotics

Guangqian Pei, Chuanyin Han, Taoxing Shi, and Yigang Tong

State Key Laboratory of Pathogen and Biosecurity,Institute of Microbiology and Epidemiology,Beijing100071,China

裴廣倩, 韓傳銀, 史套興, 等. 抗生素可替代品——噬菌體和益生菌會議. 生物工程學報, 2013, 29(2): 247?250.

Pei GQ, Han CY, Shi TX, et al. Bacteriophages and probiotics—alternatives to antibiotics. Chin J Biotech, 2013, 29(2):247?250.

October 29, 2012; Accepted: November 28, 2012

Yigang Tong. Tel: +86-10-66948446; E-mail: tong.yigang@gmail.com

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(本文責編 郝麗芳)