唐小麗,封毅,卓少元,樂寧,尚立國
1. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)護理學(xué)院, 廣西南寧 530200; 2. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院, 廣西南寧 530200
銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa,P.aeruginosa)屬于革蘭氏陰性菌,在不同環(huán)境中例如土壤、水體、植物和動物中都有發(fā)現(xiàn)。P.aeruginosa屬于人類常見的條件致病菌,在健康人體的皮膚、口腔、呼吸道、腸道等部位都有少量存在。當(dāng)人體出現(xiàn)免疫力嚴重下降、長期使用廣譜抗生素、大面積外傷或者需要長期使用氣管插管等醫(yī)療設(shè)備等情況時,銅綠假單胞菌可大量增殖成為主要的致病菌。目前,P.aeruginosa已經(jīng)成為醫(yī)院內(nèi)細菌感染的最常見的病原菌,可導(dǎo)致皮膚、呼吸道、消化道、泌尿道和骨髓等部位的感染,給病人造成很大的損害。臨床上采用抗生素治療P.aeruginosa感染,常使用的抗生素有妥布霉素、哌拉西林/他唑巴坦、美羅培南、頭孢哌酮舒巴坦、環(huán)丙沙星等。由于細菌外膜通透性低、耐藥外排泵的作用、耐藥基因廣泛存在以及生物被膜(biofilm)形成等原因,P.aeruginosa可對多種抗生素產(chǎn)生耐藥性。一項針對386株P(guān).aeruginosa臨床分離菌株的耐藥性分析發(fā)現(xiàn),氯霉素的耐藥性高達94%,氨芐青霉素和羧芐青霉素的耐藥性分別為76.5%和53.7%,頭孢類抗生素如頭孢唑林、頭孢呋肟的耐藥性也高達89%和65%[1]。除了耐藥性問題,P.aeruginosa引發(fā)的感染很難靠人體自身免疫系統(tǒng)徹底清除,急性感染可轉(zhuǎn)化為慢性感染且無法徹底治愈,這與P.aeruginosa可以合成多種毒性因子來抑制甚至破壞人體免疫系統(tǒng)密不可分,生物被膜的形成也阻礙了抗體和免疫細胞對其內(nèi)部細菌的清除[2]。非抗生素治療方法是采用除抗生素之外的其他化學(xué)物質(zhì)、生物活性成分或者生物體對致病菌毒性進行抑制或者清除菌體的新方法。該方法不需要使用抗生素,不會產(chǎn)生耐藥性問題,因而受到日益重視。多種非抗生素治療方法取得了不錯的效果,被寄予厚望。非抗生素治療形式非常多樣,本文主要對抗原抗體免疫療法、噬菌體療法、抗毒力因子療法的基本概念、研究新進展和存在問題等進行論述。
人體在受到病原菌感染時,免疫系統(tǒng)是最主要的防御系統(tǒng),采用接種疫苗來預(yù)防和治療病原菌感染是常規(guī)醫(yī)療手段。早期的研究已表明,P.aeruginosa侵襲人體時,免疫系統(tǒng)(包括固有免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答)被激活[3]。P.aeruginosa感染多數(shù)發(fā)生在患者免疫能力下降的情況下,此時通過自身免疫力很難將菌體有效清除從而造成免疫逃逸。通過抗原或抗體來治療P.aeruginosa感染一直是科學(xué)家的夢想,但是至今尚未有一種P.aeruginosa疫苗或抗體上市。針對P.aerugin-osa感染的疫苗或抗體研究也主要停留在動物實驗階段,雖有少量的疫苗或抗體進入臨床實驗階段,但因其安全性和有效性還存在很多問題而進展緩慢。目前用于P.aeruginosa疫苗開發(fā)的主要的抗原有菌體、胞外蛋白、脂多糖和多糖。
關(guān)于P.aeruginosa菌體疫苗的研究報道比較少,采用菌體制備的疫苗又可根據(jù)菌體的存活與否分成滅活疫苗和減毒疫苗。Cripps等[4]使用甲醛制備了滅活的全菌體疫苗,經(jīng)過30人的臨床Ⅰ期實驗,證明該疫苗是安全的,并且可產(chǎn)生顯著的免疫應(yīng)答:接種疫苗后,血清中特異性IgA、IgM均顯著增加,而IgG的含量沒有變化,這提示該疫苗未能有效激活胸腺依賴性的免疫應(yīng)答,目前未見報道該疫苗新的進展。減毒活疫苗相比于滅活疫苗具有免疫活性強的優(yōu)勢。Priebe等[5]構(gòu)建了P.aeruginosaPAO1菌株的aroA突變株,aroA是P.aeruginosa致病性的關(guān)鍵基因,aroA的缺失會導(dǎo)致P.aeruginosa的致病性下降;利用aroA突變株以鼻腔免疫法處理小鼠,實驗結(jié)果顯示,該減毒活疫苗可以產(chǎn)生良好的免疫保護作用,并且是安全的[5]。因為活疫苗相對于滅活疫苗具有更大的風(fēng)險,尚未見該疫苗開展人體臨床實驗的報道。
蛋白質(zhì)具有良好的免疫原性,可以激活人體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性抗體并且具有較高的安全性,因此在近些年利用P.aeruginosa胞外蛋白來制備抗體的研究非常多,也取得了不錯的進展。研究較多的胞外蛋白有:外膜蛋白(OprF、OprI、OprL)、鞭毛蛋白(FliC)、Pili菌毛蛋白(PilA和PilQ)以及Ⅲ型分泌系統(tǒng)蛋白(PopB和PcrV)等[6]。已經(jīng)有不少胞外蛋白抗體進入臨床實驗研究,例如由MedImmune公司研制的MedI3902抗體,它是特異性針對Ⅲ型分泌系統(tǒng)蛋白PcrV和胞外多糖Psl的雙價抗體[7-8]。臨床前研究結(jié)果表明,MedI3902抗體能保護多種動物在肺炎和燒傷中避免P.aeruginosa感染,并且是安全的。目前,該抗體已經(jīng)完成臨床Ⅰ期實驗,安全性測試證明了其在健康成年人中的安全性[9]。Vienna公司研制的IC43(又稱VLA43)抗體是利用外膜蛋白OprF和OprI融合蛋白制備的單克隆抗體。臨床前研究的小鼠實驗中,IC43抗體可誘導(dǎo)多重免疫反應(yīng)[10];臨床Ⅰ期研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)IC43抗體沒有嚴重的副作用,在后期的臨床研究中發(fā)現(xiàn)該抗體雖然可降低P.aer-uginosa感染病人的死亡率,但是有效性尚不理想,目前該項目已經(jīng)被停止[6]。
脂多糖是細菌外膜的主要成分之一,又被稱為內(nèi)毒素,因其可引起很強的免疫反應(yīng),故可作為抗原制備疫苗。Pier等[11]發(fā)現(xiàn)P.aeruginosa的脂多糖可激活人體的免疫系統(tǒng),但直接采用脂多糖作為抗原注射人體會導(dǎo)致發(fā)熱等副作用。如何改造脂多糖以降低其毒副作用并同時保留其免疫特異性和高效性是脂多糖疫苗開發(fā)所面臨的主要難點,用脂質(zhì)體包裝脂多糖可有效降低其副作用[12]。
胞外多糖是細菌分泌到細胞外的一類多糖類物質(zhì),P.aeruginosa胞外多糖主要有海澡酸鹽alginate, pel和psl,其中采用alginate和psl作為抗原研制抗體已有不少報道[8, 13]。Aridis公司研制的AR-105抗體是以alginate為抗原的單克隆抗體,目前已進入臨床實驗,但尚未見其最新的研究進展[9]。純化的胞外多糖免疫活性通常不高,不能有效誘導(dǎo)機體產(chǎn)生足夠的抗體。常見的解決方法是將胞外多糖與蛋白質(zhì)交聯(lián)獲得復(fù)合物從而增強免疫反應(yīng)。
抗原抗體免疫療法的研究已經(jīng)進行了約半個世紀,從近些年幾種疫苗或抗體的臨床實驗研究來看,其針對大規(guī)模人群的免疫效果并不能讓人滿意,這也是至今為止尚未有一款疫苗或抗體上市的主要原因。P.aeruginosa疫苗或抗體開發(fā)難度大的可能原因是P.aeruginosa具有易突變能力和易形成生物被膜進而帶來的強適應(yīng)能力,導(dǎo)致僅靠激活人體的免疫系統(tǒng)無法有效清除菌體。當(dāng)然這并不能阻止抗原抗體免疫療法繼續(xù)發(fā)展,隨著更有效的抗原被開發(fā),以及最新出現(xiàn)的免疫細胞療法等新技術(shù)的應(yīng)用,這個領(lǐng)域的突破還是令人期待的。
采用噬菌體來治療細菌感染的想法在噬菌體被發(fā)現(xiàn)的早期就已經(jīng)被提出,并開展了一定的研究,但隨著抗生素的廣泛使用,該研究領(lǐng)域進展緩慢。近些年隨著多重耐藥菌的出現(xiàn),噬菌體療法被重新重視,利用噬菌體治療耐藥性細菌感染的研究不斷增多,表現(xiàn)出巨大的潛力[14]。
利用噬菌體治療P.aeruginosa感染已經(jīng)有不少研究結(jié)果。Mcvay等[15]采用小鼠燒傷模型研究了三種P.aeruginosa噬菌體通過三種途徑(肌肉注射、皮下注射和腹腔注射)治療P.aeruginosa感染。結(jié)果顯示噬菌體治療顯著提高了受感染小鼠的生存率,其中腹腔注射的方式最為有效(存活率由對照組的6%提高到87%)。成伏波等[16]采用噬菌體療法治療燒傷并感染P.aeruginosa的小鼠,發(fā)現(xiàn)噬菌體治療具有顯著療效。噬菌體治療對多重耐藥P.aeruginosa感染具有獨特優(yōu)勢,它不僅可以裂解菌體還可以增加菌體對多種抗生素的敏感性[17]。已經(jīng)有研究表明采用噬菌體和抗生素聯(lián)合治療要比單獨使用兩種治療方案效果好的多[18]。另外,P.aeruginosa容易在體內(nèi)形成生物被膜并發(fā)展成慢性感染,而噬菌體可以對生物被膜內(nèi)的菌體進行殺傷[19],這一研究發(fā)現(xiàn)對P.aeruginosa慢性感染的治療具有重要意義。
目前噬菌體治療研究主要處于動物實驗階段,只有少量研究進入臨床。Rhoads等[20]采用噬菌體治療由P.aeruginosa等細菌導(dǎo)致的慢性下肢靜脈潰瘍(Ⅰ 期臨床研究),39位患者在12周的治療期間和隨后的24周治療后隨訪期間未出現(xiàn)安全問題。然而采用噬菌體治療P.aeruginosa感染還有不少問題需要解決,例如安全性和治療效果需要更多的證據(jù)支持;P.aeruginosa可以通過突變的方式對噬菌體產(chǎn)生抗性,如何避免這種情況發(fā)生都需要深入的研究。
總的來說,噬菌體療法作為一種獨具特色的非抗生素療法具有巨大的應(yīng)用潛力,特別是在治療P.aeruginosa多重耐藥菌感染時,該療法可以特異性殺死靶標菌株而不對人體內(nèi)其他的菌群產(chǎn)生嚴重破壞,毒副作用小。但是,其高度的菌株特異性又限制了噬菌體療法成為一種廣泛的抗P.aeruginosa療法。隨著對噬菌體和P.aeruginosa之間相互關(guān)系的分子機制的深入研究,在不久的將來有望采用基因工程手段改造噬菌體,使其可以識別并殺滅患者體內(nèi)不同類型的P.aeruginosa菌株。
P.aeruginosa在感染人體時可以合成并釋放一些物質(zhì),這些物質(zhì)對細菌在人體中的適應(yīng)和繁殖具有重要作用,同時也是給人體組織造成損害的主要物質(zhì),它們被稱為毒力因子。目前,P.aeruginosa的毒力因子已經(jīng)被深入研究,研究較多的毒力因子有alginate、外毒素A(ToxA)、綠膿菌素(pyocya-nine)、熒光鐵載體(pyoverdine)、彈性蛋白酶(elastase)、蛋白水解酶(protease)、鼠李糖脂(rhamnolipid)等。通過各種抑制劑抑制毒力因子的合成與分泌從而降低P.aeruginosa對人體的損傷或協(xié)助人體免疫系統(tǒng)清除菌體,這種新的治療方法被稱為抗毒力因子療法。區(qū)別于抗生素療法,抗毒力因子療法不對細菌的生長產(chǎn)生明顯抑制作用,因此不容易產(chǎn)生抗藥性等問題。
目前,抗毒力因子療法的治療靶標主要集中在群體感應(yīng)系統(tǒng)、生物被膜和 Ⅲ 型分泌系統(tǒng)。
群體感應(yīng)(quorum sensing, QS)是細菌通過自身合成的化學(xué)信號分子彼此交流并共同調(diào)控基因表達的現(xiàn)象。目前研究最為詳細的是在革蘭氏陰性菌中廣泛存在的LuxI-LuxR系統(tǒng),該系統(tǒng)的化學(xué)信號分子為?;呓z氨酸內(nèi)酯(acyl-ho-moserine lactone,AHL)。P.aeruginosa中存在三套QS系統(tǒng):LasI-LasR系統(tǒng)、RhlI-RhlR系統(tǒng)和PQS系統(tǒng)。其中LasI-LasR系統(tǒng)與RhlI-RhlR系統(tǒng)的信號分子分別為3-氧十二烷酰高絲氨酸內(nèi)酯(3-oxododecanoyl-homoserine lactone,3-oxo-C12-HSL)和 丁基酰高絲氨酸內(nèi)酯(butryl-homoserine lactone,C4-HSL),兩者都屬于AHL類化合物,而PQS的信號分子是2-庚基-3-羥基-4-喹諾酮 (2-heptyl-3-hydroxy-4-quino1one)[21]。
QS對P.aeruginosa多種毒力因子的合成以及生物被膜的形成具有重要調(diào)節(jié)作用,QS系統(tǒng)的功能缺失導(dǎo)致細菌的致病性顯著下降。采用QS抑制劑來降低毒力因子合成和生物被膜形成已成為具有巨大潛力的治療方案,目前QS抑制劑的研究成為治療P.aeruginosa感染的熱點[22]。QS抑制劑的作用方式主要有:①阻斷信號分子與其受體的結(jié)合;②降解信號分子;③抑制信號分子的合成等[23]。在已報道的多種類型的QS抑制劑中,AHL受體拮抗劑備受關(guān)注,這類抑制劑多數(shù)在結(jié)構(gòu)上與AHL相似,可以競爭性結(jié)合LasR或RhlR,從而阻斷QS信號傳導(dǎo)[24]。QS抑制劑除包含小分子化合物外,還包含多種AHL降解酶,這些酶在動、植物體內(nèi)以及真菌、細菌中都被發(fā)現(xiàn),它們可以使 AHL失去活性,又被稱為QS淬滅酶[25]。
雖然QS抑制劑具有很大的應(yīng)用前景,但很少有QS抑制劑被用于P.aeruginosa感染的臨床治療。有一個例外就是抗生素阿奇霉素,阿奇霉素并不能殺滅P.aeruginosa,但可以抑制菌體蛋白質(zhì)和毒力因子的合成[26]。目前,阿奇霉素被廣泛應(yīng)用于慢性阻塞性肺氣腫、支氣管擴張或者肺部囊性纖維化伴P.aeruginosa慢性呼吸道感染患者的治療。QS抑制劑的研究主要還集中在臨床前的體外實驗階段;動物模型的體內(nèi)研究已取得了不錯的進展,例如Brackman等[27]采用線蟲感染模型研究,發(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)物黃芩苷作為P.aeruginosa的QS抑制劑單獨使用時可以提高感染線蟲的存活率,與妥布霉素聯(lián)合使用要比單獨使用妥布霉素或黃芩苷的治療效果好得多。大蒜提取物被發(fā)現(xiàn)可抑制P.aeruginosa的QS,有效成分大蒜烯可協(xié)助妥布霉素對P.aeruginosa中的生物被膜菌體進行殺傷,并顯著提高小鼠體內(nèi)的P.aeruginosa清除率[28]。目前僅有少量報道QS抑制劑用于治療P.aeruginosa的臨床研究,例如Smyth等[29]采用大蒜提取液對26名P.aeruginosa慢性感染伴肺部囊性纖維化的患者進行臨床實驗,結(jié)果提示,與安慰劑組相比,大蒜提取液實驗組的患者未見顯著性改善,這說明利用QS抑制劑治療P.aeruginosa感染還需要進一步的研究。
絕大多數(shù)細菌在自然環(huán)境中并不是以游離單細胞的形式存在,而是多個細胞聚集在一起并包埋在由細菌合成與分泌的胞外基質(zhì)中,這種特定的三維立體結(jié)構(gòu)被稱為生物被膜。在患者體內(nèi),P.aeruginosa一旦形成生物被膜,對多種抗生素的耐藥性大幅增加,導(dǎo)致利用傳統(tǒng)抗生素治療非常難以治愈[30]。從臨床檢驗的耐藥性分析來看,具有生物被膜形成能力的P.aeruginosa菌株的耐藥性在懸浮自由生長狀態(tài)下并不具有很強的耐藥性。在菌體形成生物被膜時,導(dǎo)致耐藥性大幅增強的主要原因有:①生物被膜具有物理屏障作用,胞外基質(zhì)成分可以阻止抗生素進入生物被膜內(nèi)部;②生物被膜深層的細菌生理狀態(tài)相比于懸浮菌體發(fā)生了非常大的變化,主要表現(xiàn)在生長繁殖的速度下降,代謝活性降低,而目前臨床上使用的抗生素主要是針對處于生長代謝旺盛的細菌才具有較高的殺傷能力,生物被膜內(nèi)部近似休眠狀態(tài)的細菌對抗生素抵抗力大幅增加。 此外,生物被膜形成與細菌毒力因子的合成與分泌具有密切聯(lián)系。P.aeruginosa的生物被膜形成過程中會合成并分泌alginate、鼠李糖脂等毒力因子,這些毒力因子可以殺死免疫細胞或者阻止免疫細胞對菌體的清除[31-32]。鑒于生物被膜對P.aeruginosa耐藥性和致病性的影響,生物被膜抑制劑的相關(guān)研究備受關(guān)注。生物被膜抑制劑可以干擾多個過程發(fā)揮抑制作用。①抑制菌體的運動和黏附作用。例如有研究發(fā)現(xiàn)亞抑菌濃度的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素克拉霉素能顯著抑制P.aeruginosa的蹭行運動(twitching motility)和改變生物被膜的結(jié)構(gòu)[33]。②干擾胞外凝集素、脂多糖、胞外蛋白、胞外多糖等物質(zhì)的合成、降解或功能發(fā)揮。LecB是位于P.aeruginosa外膜的凝集素,參與生物被膜的形成[34];最近Sommer等[35]發(fā)現(xiàn)多糖類似物可以結(jié)合LecB并抑制LecB的功能,從而降低生物被膜的形成。Alkawash等[36]發(fā)現(xiàn)alginate裂解酶可以破壞黏性生物被膜的完整性,增強生物被膜內(nèi)菌體對抗生素的敏感性。③誘導(dǎo)生物被膜發(fā)生解體。Barraud等[37]發(fā)現(xiàn)亞抑菌濃度的一氧化氮(nitric oxide, NO)可以介導(dǎo)P.aeruginosa的生物被膜發(fā)生解體,并且發(fā)現(xiàn)NO可以增強多種抗生素對生物被膜的殺傷效果。④通過QS系統(tǒng)抑制生物被膜形成。因為QS對生物被膜形成具有正調(diào)控作用,不少研究發(fā)現(xiàn)QS抑制劑可以抑制生物被膜的形成[38-39]。
生物被膜抑制劑的研究主要處于臨床前的體外研究和動物實驗階段,只有少量生物被膜抑制劑進入臨床研究。例如,Howlin等[40]采用低劑量NO輔助治療肺部囊性纖維化合并P.aeruginosa感染患者,在臨床實驗設(shè)計中,NO處理組有6名患者,給予頭孢他啶和妥布霉素結(jié)合10 ppm的NO進行治療,而對照組只采用頭孢他啶和妥布霉素治療。結(jié)果顯示,NO處理組病人體內(nèi)P.aeruginosa的生物被膜數(shù)量明顯下降。
在P.aeruginosa的毒力因子中有一類比較特殊的蛋白質(zhì),被稱為外毒素或效應(yīng)蛋白,外毒素可以被特定的分泌系統(tǒng)轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi)發(fā)揮毒性作用。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的外毒素有ToxA、ExoS、ExoU、ExoT和ExoY等。P.aeruginosa的分泌系統(tǒng)可以分成Ⅰ-Ⅵ 共6類,其中Ⅲ型分泌系統(tǒng)在P.aeruginosa感染人體過程中發(fā)揮重要作用;由Ⅲ型分泌系統(tǒng)分泌的外毒素包含ExoS、ExoU、ExoT以及ExoY。
目前發(fā)現(xiàn)至少43個基因參與了Ⅲ型分泌系統(tǒng)的組建和功能發(fā)揮,包括外毒素、裝置蛋白、轉(zhuǎn)運蛋白和伴侶蛋白等。鑒于Ⅲ型分泌系統(tǒng)在P.aeruginosa感染人體中發(fā)揮至關(guān)重要的作用,以及近些年在Ⅲ型分泌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、調(diào)控以及致病機制研究方面取得了重大進展,該系統(tǒng)已成為極具潛力的藥物靶標,其抑制劑研究也取得了迅速的發(fā)展。
Ⅲ型分泌系統(tǒng)抑制劑根據(jù)其作用機制大致可分為3類。①轉(zhuǎn)錄抑制劑。P.aeruginosa與宿主細胞接觸后,Ⅲ型分泌系統(tǒng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄被激活,其中ExsA是關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子[41]。Marsden等[42]發(fā)現(xiàn)N-羥基苯并咪唑能夠結(jié)合ExsA,并抑制它的轉(zhuǎn)錄激活活性,從而降低細胞毒性作用。②外毒素抑制劑。E-xoU是P.aeruginosaⅢ型分泌系統(tǒng)分泌的毒性最大的外毒素,它的磷脂酶A2活性可造成宿主細胞壞死[43],P.aeruginosaExoU突變株相比于野生株引起小鼠感染形成的膿腫顯著縮小[44]。Kim等[45]通過篩選化合物庫獲得了對ExoU酶活性抑制率高的化合物,這類化合物屬于磺胺類藥物。③針管狀結(jié)構(gòu)蛋白的抑制劑。針管狀結(jié)構(gòu)是Ⅲ型分泌系統(tǒng)將外毒素轉(zhuǎn)運至細胞的蛋白質(zhì)復(fù)合體,位于細菌的外表面。篩選針管狀結(jié)構(gòu)抑制劑就可進一步對抑制其分泌與轉(zhuǎn)運功能進行研究。Aiello等[46]發(fā)現(xiàn)了一類特異性抑制Ⅲ型分泌系統(tǒng)的化合物苯氧乙酰胺,但它的作用靶標尚不清楚。Bowlin等[47]研究發(fā)現(xiàn)Ⅲ型分泌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成蛋白PscF發(fā)生突變后,苯氧乙酰胺不再能抑制Ⅲ型分泌系統(tǒng)的分泌功能,從而證明了苯氧乙酰胺的靶標就是PscF。PcrV是位于針管狀結(jié)構(gòu)尖端的轉(zhuǎn)運蛋白,近些年關(guān)于PcrV的研究取得了不少進展,PcrV可以控制菌體通過Ⅲ型分泌系統(tǒng)分泌外毒素[48]。針對PcrV抑制劑的研究目前集中在單克隆抗體的研發(fā),多個實驗室證明了PcrV抗體在小鼠感染模型中發(fā)揮良好的作用。Imamura等[49]用小鼠模型實驗發(fā)現(xiàn)了PcrV抗體能減少急性和慢性P.aeruginosa肺部感染所致的菌血癥,對膿毒性休克的組織炎癥也有良好的治療效果。管章春等[50]制備了PcrV單克隆抗體,并證明PcrV抗體確實可以抵抗P.aeruginosa感染,降低小鼠的死亡率。當(dāng)前,已經(jīng)有數(shù)個PcrV抗體進入臨床研究,例如Psl/PcrV抗體(MEDI3902)[7-9]。
綜上所述,Ⅲ型分泌系統(tǒng)抑制劑的研究取得了不錯的進展,但是大部分研究仍處于臨床前的體外實驗或動物實驗階段,僅少量的抑制劑進入臨床研究,例如PcrV抗體,目前尚未有抑制劑進入臨床應(yīng)用階段。
抗毒力因子療法在實際的臨床應(yīng)用中還有不少難題有待解決,例如P.aeruginosa的毒力因子種類眾多,其表達調(diào)控異常復(fù)雜,在不同人體內(nèi)和不同菌株中毒力因子的種類和數(shù)量存在很大差異,這提示需要根據(jù)患者情況和菌株的特異性來個性化考慮其所需的抑制劑組合。此外,目前眾多毒力因子抑制劑在實際的臨床實踐中表現(xiàn)如何以及對人體有何毒副作用都需要繼續(xù)深入探究??傊苟玖σ蜃盈煼ㄊ菍鹘y(tǒng)抗生素殺滅病原菌思路的一種突破,是一種旨在降低病原菌的侵害作用和改善患者生活狀態(tài)的新療法,在未來的抗感染治療中將占有重要地位。
雖然抗生素治療在應(yīng)對P.aeruginosa感染時面臨諸多問題,但它依然是目前最主要的治療手段,這種現(xiàn)狀短時間內(nèi)不會發(fā)生變化,因為大量的臨床應(yīng)用證明了抗生素治療對大部分的P.aeruginosa感染患者依舊是安全和有效的。隨著新型抗生素研發(fā)速度逐漸減慢,而細菌耐藥性問題不斷突出,尋找有效的非抗生素治療方案顯得越來越緊迫。近些年,針對P.aeruginosa感染的非抗生素療法迅速發(fā)展,但是大量的研究還主要集中在臨床前的實驗室研究階段,少量進入臨床研究的方案也因其有效性不理想或者不穩(wěn)定而仍須加以改進或者不得不被終止,因此尚未有非抗生素療法作為主要治療手段被臨床采用。
隨著大量P.aeruginosa相關(guān)疫苗、抗體或抑制劑的實驗室研究和臨床研究的深入開展,非抗生素治療的安全性和有效性等問題將不斷被解決。針對抗原抗體免疫療法,如何獲得更多、更有效的抗原是關(guān)鍵問題。通過對P.aeruginosa的基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)以及代謝組學(xué)進行深入研究,進而篩選優(yōu)勢抗原并探索最佳抗原組合已成為研究新方向。此外,提高疫苗的表達效率,深入研究疫苗的免疫機制和不良反應(yīng),都是提高免疫療法安全性和有效性的必要手段。鑒于目前的臨床研究結(jié)果,短時間內(nèi)抗原抗體免疫療法難以被廣泛應(yīng)用,針對P.aeruginosa抗體和疫苗研究何時突破瓶頸尚無法判斷。從近些年已進入臨床研究的抗體和疫苗分布來看,其主要集中在國外的機構(gòu)或公司,未見有中國研究機構(gòu)或公司的身影[6],這說明我國在此領(lǐng)域應(yīng)該加大科技投入。
噬菌體療法是一種潛力巨大的非抗生素療法,由于抗生素療法的主導(dǎo)地位導(dǎo)致噬菌體療法在多數(shù)國家被禁止,但是目前仍有少量國家如波蘭和格魯吉亞批準使用。我國在噬菌體療法方面的研究比較多,中國人民解放軍陸軍醫(yī)大學(xué)、中國科學(xué)院武漢病毒研究所、武漢大學(xué)、天津科技大學(xué)等都有一批專家開展噬菌體療法研究,但尚停留在臨床前期的實驗研究階段,需要在臨床研究方面取得突破進展。噬菌體治療中特定噬菌體對侵染菌株的高度特異性使得在開發(fā)噬菌體制劑過程中,如何使開發(fā)的噬菌體高效識別并殺傷不同患者體內(nèi)多樣的P.aeruginosa菌株成為亟待需要解決的難題,而這方面的研究十分缺乏。針對不同患者體內(nèi)的P.aeruginosa菌株個性化選擇特定的噬菌體可能是提高治療療效的好方法。另外,P.aeruginosa的突變進化將導(dǎo)致對噬菌體產(chǎn)生抗性的菌株出現(xiàn),這種產(chǎn)生抗性的分子機制以及應(yīng)對措施也是不可忽視的重要問題[51]。
在抗毒性因子療法中,針對QS和Ⅲ型分泌系統(tǒng)抑制劑的研究最多,目前的研究主要集中在體外研究,隨著更多的抑制劑進入臨床研究,這些抑制劑與抗生素的聯(lián)合作用值得深入探討,這是因為QS和Ⅲ型分泌系統(tǒng)在P.aeruginosa感染患者的過程中容易受到環(huán)境因素特別是抗生素使用種類以及使用濃度的影響。P.aeruginosa的QS系統(tǒng)非常復(fù)雜,目前發(fā)現(xiàn)的3套主要的QS系統(tǒng)在感染人體過程中的功能尚不完全清楚,例如在患者體內(nèi)常分離到las系統(tǒng)、rhl系統(tǒng)或PQS系統(tǒng)的突變株,實驗室的體外研究結(jié)果也提示了這3種QS系統(tǒng)的功能冗余現(xiàn)象,此外是否還存在新的QS系統(tǒng)也不清楚[52]。這些新的發(fā)現(xiàn)使得QS抑制劑用于P.aeruginosa感染的治療存在不少爭議。
對于P.aeruginosa重度感染者,即使采用積極的抗生素療法也依然存在很高的死亡率,對這些患者率先采用個性化的非抗生素療法輔助治療具有重要的現(xiàn)實意義??傊?,在不久的將來,非抗生素療法作為一類具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ闹委煼椒ㄓ型诳垢腥绢I(lǐng)域占有一席之地。