Бактериофаги являются одними из наиболее распространённых биологических объектов на планете. Эти удивительные создания были открыты более 100 лет назад и с тех пор успешно изучаются и применяются. Основное направление их использования в медицине — антибактериальная терапия, которая служит альтернативой антибиотикам.
С каждым годом антибиотики всё больше теряют свою эффективность, и внимание учёных всё чаще обращается к бактериофагам как к потенциальному решению проблемы борьбы с устойчивыми бактериями.
Что такое бактериофаги?
Бактериофаги, или просто фаги, — это вирусы бактерий, обладающие способностью специфически проникать в бактериальные клетки, размножаться в них и вызывать их гибель. Их название происходит от греческих слов "bakterion" (бактерия) и "phagein" (поедать).
Фаги состоят из генетического материала (ДНК или РНК), окружённого белковой оболочкой.
Важной особенностью бактериофагов является то, что они не способны размножаться самостоятельно. Вместо этого они проникают в бактериальные клетки, используют их механизмы для воспроизводства и в конечном итоге разрушают бактерии, высвобождая новую партию фагов.
Бактериофаги строго специфичны к определенному патогену, другие же бактерии, в том числе полезные, они не трогают.
Для того чтобы оказать свое действие, бактериофаг должен распознать бактериальную клетку. Идентификация бактериальной поверхности фагами является очень точной. Однако эта точность также приводит к узкой специфичности бактериофагов. В большинстве случаев фаг способен распознать лишь один или несколько штаммов близкородственных видов бактерий. При этом сами бактериофаги предпринимают определенные усилия для того, чтобы расширить спектр своего воздействия. Как правило, поливалентные фаги обладают более широкой чувствительностью благодаря специальным механизмам, таким как механизм ретрохоминга.
Скорость размножения бактериофагов зависит от концентрации патогенных бактерий. Чем выше концентрация бактерий, тем быстрее растут фаги. Интересной особенностью бактериофагов является то, что при низкой концентрации как фагов, так и бактерий (когда не достигнуто определённое пороговое количество) они могут сосуществовать, не мешая друг другу. Поэтому вклад фагов в смертность бактерий существует и является измеримым, однако полного уничтожения бактерий не происходит, что зачастую и не является необходимым.
Бактериофаги имеют чрезвычайную устойчивость во внешней среде. Это свойство обуславливает не только их постоянную персистенцию в объектах окружающей среды, но и постоянное изменение их свойств, способность регулярного приспособления.
Эволюция бактериофагов происходит гораздо быстрее, чем эволюция рецепторного аппарата на поверхности бактерий.
Бактериофаги в медицине
С начала XX века бактериофаги активно исследуются как возможная альтернатива антибиотикам. Это стало особенно актуально в свете растущей проблемы антибиотикорезистентности, когда привычные методы лечения становятся неэффективными.
Ученые продолжают искать альтернативы, и бактериофаги имеют потенциал стать таковыми, поскольку они специфичны к определённым видам бактерий и способны размножаться в месте инфекции. Это делает их эффективным средством для борьбы с патогенами.
Особенности бактериофагов снижают риск побочных эффектов и нарушений микрофлоры по сравнению с обычными антибиотиками.
Определенным недостатком фагов является то, что у бактерий может развиться устойчивость к бактериофагам, причем такую резистентность получить даже проще, чем к антибиотикам. Как правило, она возникает к штаммам, которые долгое время активно используются. Существуют препараты бактериофагов, полученные в 70-е годы прошлого века, которые до сих пор применяются.
В связи с этим они постепенно утрачивают свою эффективность, потому что эти штаммы не приспосабливаются к изменениям рецепторного аппарата микроорганизмов, как это обычно происходит в дикой природе.
Препараты бактериофагов, которые постоянно изготавливаются из современного клинического материала, могут демонстрировать клиническую эффективность, сопоставимую с антибиотиками. Потому что бактериофаги представляют собой постоянно эволюционирующую систему, естественным образом стремящуюся преодолеть возникающую резистентность.
Преимущества и недостатки бактериофагов
Использование бактериофагов имеет несколько значительных преимуществ по сравнению с другими средствами:
1. Бактериофаги нацелены только на определенные штаммы бактерий, что позволяет уничтожать точечно патогенные организмы, не подавляя нормальную микрофлору и не нарушая естественный баланс внутренней среды организма. Фаги не имеют побочных эффектов, невозможно получить передозировку.
2. Бактериофаги могут снижать уровень устойчивости бактерий, поскольку они эволюционируют в ответ на изменения в патогенных бактериях. Это позволяет обойти проблему, связанную с резистентными штаммами, которые становятся всё более распространёнными среди бактерий.
3. Бактериофаги наиболее безопасны. Они не имеют противопоказаний к применению, так как являются вирусами, специфичными для бактерий, и не влияют на клетки человека. Их можно назначать беременным, кормящим матерям и детям с рождения, включая недоношенных. Также бактериофаги не обладают токсическим, аллергическим, тератогенным эффектами и не вызывают привыкания.
4. Для более широкого спектра действия бактериофаги могут сочетаться в фага-коктейлях для борьбы с несколькими штаммами или видами бактерий одновременно.
5. В отличие от антибиотиков, бактериофаги могут проникать в микробные ассоциации и разрушать биопленки (характерное свойство всех биопленок — резистентность к антибиотикам), открывая доступ к бактериальным клеткам не только себе, но и нейтрофилам, представителям клеточного иммунитета. Таким образом, бактериофаги и нейтрофилы могут работать совместно, направляя свои усилия на борьбу с бактериальной инфекцией.
6. Интересной особенностью бактериофагов является их иммуностимулирующий эффект, но при этом они разрешены к использованию при аутоиммунных заболеваниях.
Хотя бактериофаги обладают множеством преимуществ, у них есть и свои недостатки.
Вот некоторые из них:
1. Бактериофаги действуют строго на определённые штаммы чувствительных к ним бактерий, это означает, что они могут оказаться неэффективными против других, даже родственных, штаммов тех же бактерий. Это ограничивает их использование в широкомасштабной терапии.
2. Ещё одной особенностью, ограничивающей применение бактериофагов, является тот факт, что существуют бактерии, в отношении которых не активен ни один бактериофаг.
3. Сложности в производстве и высокая стоимость ограничивают их повсеместное использование.
4. Многие бактериофаги инактивируются в условиях низкого pH желудка при пероральном применении препаратов, а также ингибируются неспецифическим действием различных факторов в жидкостях организма.
5. Для эффективного применения терапевтических фагов необходимо точно диагностировать инфекцию и идентифицировать конкретный штамм бактерий.
6. Рынок антибиотиков и других клеточных терапий может оказывать значительное давление на использование бактериофагов, что затрудняет их внедрение в клиническую практику.
С учетом этих недостатков дальнейшие исследования и разработки в области бактериофагов необходимы для более широкого и эффективного их применения в медицине.
Показания к применению
Главное направление в использовании бактериофагов — это борьба с бактериальной инфекцией.
Бактериофаги имеют чрезвычайно широкий спектр применения и могут использоваться при гнойно-воспалительных гинекологических заболеваниях, заболеваниях уха, горла, носа, дыхательных путей и легких, хирургических и урогенитальных инфекциях, а также при энтеральных инфекциях, дисбактериозе кишечника и других инфекциях. Также бактериофаги применяются для санации ран.
Наиболее полный перечень показаний к приему указывается в инструкции к препарату.
У маленьких детей бактериофаги могут применяться при лечении сепсиса, энтероколита новорожденных, омфалита, пиодермии и инфицированных ран (например, пупочной ранки).
‼️Они также хорошо помогают при коликах и газах.
Способы применения и дозы
Диапазон способов применения бактериофагов весьма широк.
Он включает в себя не только аппликации на месте поражения, но и пероральный, подкожный, внутримышечный и ректальный способы введения, а также внутрибрюшинный. Эффективно и применение препаратов в виде клизм и аэрозолей.
Большого успеха в борьбе с бактериальной инфекцией удается достичь при полоскании бактериофагами рта и горла, промывании пазух, закапывании в уши, нос, глаза, проведении ингаляций, введении вагинальных тампонов, выполнении высоких клизм и кавитации.
Лечение гнойно-воспалительных заболеваний с локализованными поражениями должно проводиться одновременно как местно, так и с помощью приема препарата внутрь 2-3 раза в день натощак за 1 час до еды. Начинать лечение рекомендуется с первого дня заболевания и продолжать в течение 7-20 дней (по клиническим показаниям).
Рекомендации по дозировкам представлены ниже. Также они подробно указаны в официальных инструкциях к препаратам.
Бактериофаги разрешены для детей с 0 лет, в том числе для новорожденных. Их можно разводить как с водой, так и с молоком. При этом чем больший объем жидкости используется, тем лучше.
‼️Важно
Перед началом лечения бактериофагами необходимо выполнить посев на выявление возбудителя, чтобы определить, чувствителен ли он к выбранному бактериофагу.
Кроме того, существуют поливалентные фаги широкого спектра действия, которые могут быть использованы в ситуациях, когда нет времени или возможности выполнить посев на чувствительность. Эти фаги могут помочь в экстренных случаях, но их применение должно быть обосновано.
Особенности применения
✔️Бактериофаги максимально эффективны при местном применении, но несомненно, они активны и при приеме внутрь. Важно запивать их большим объемом воды, так как фаги боятся кислоты желудочного сока.
✔️Эффект от приема фагов может наступить не сразу, так как он накопительный. Рекомендуется не прерывать курс приема и не нарушать дозировки для достижения успеха в лечении бактериальной инфекции.
✔️Более того, возможна терапия нарастающими дозировками, что позволит достичь необходимого порогового количества фагов, достаточного для победы над патогеном.
✔️ Бактериофаги можно использовать длительными курсами, в том числе и для профилактики. Привыкание к бактериофагам в организме развиться не может!
✔️ Применение бактериофагов полностью безопасно, и передозировка невозможна!
✔️ При наличии в организме соответствующего микроба бактериофаги активно размножаются, и продолжительность их пребывания в организме увеличивается. Это напрямую зависит от присутствия фагочувствительного возбудителя инфекции. Может наблюдаться даже повышение титра бактериофага. Средняя продолжительность пребывания бактериофагов в организме человека составляет около 5-6 суток.
Формы и препараты
🔺Фаги выпускаются в жидком виде (ампулы и флаконы), лиофилизированных, а также в виде таблеток, свечей, кремов, мазей и аэрозолей.
Таблетки фагов, предназначенные для перорального применения, покрыты кислоустойчивой оболочкой, для защиты от желудочной кислоты.
На сегодняшний день наиболее универсальным препаратом для лечения гнойно-воспалительных заболеваний ЛОР-органов является пиобактериофаг поливалентный очищенный (торговое название — Секстафаг).
Этот препарат предназначен для местного и наружного применения, а также для приема внутрь. Комплекс бактериофагов, входящих в его состав, охватывает практически весь основной спектр возбудителей госпитальных инфекций.
Каждый компонент Секстафага обладает довольно широким диапазоном действия в отношении различных бактериальных штаммов. Секстафаг может поражать как чувствительные к антибактериальным средствам, так и устойчивые к антибиотикам клетки возбудителя. При этом он способен к повторному избирательному лизису клеток возбудителя, вплоть до полной их элиминации из очага воспаления без нарушения нормального микробиоценооза.
Использование Секстафага не вызывает развития аллергических реакций или токсического воздействия на органы. Отсутствие неблагоприятных побочных явлений при применении препарата позволяет эффективно использовать его для детей всех возрастов и беременных женщин.