Fagterapi er behandling af bakterielle infektioner ved hjælp af bakterielle vira eller bakteriofager . Der er to hovedområder inden for fagterapi. Den første er baseret på brugen af standardlægemidler, i den anden udvælges individuelle vira til behandling af hver enkelt patient [1] . Under alle omstændigheder er fagterapi kun ordineret efter en laboratorieanalyse for følsomhed over for bakteriofager og etablering af en høj lytisk aktivitet af bakteriofager mod infektiøse bakteriestammer [2] . En niche for fagterapi er behandling af sygdomme forårsaget af multiresistente bakterier [3] .
Historien om fagterapi begynder i 1919, da en af opdagerne af bakterielle vira, Felix d'Herelle , brugte et fagpræparat til at bekæmpe kyllingekolera. På samme tid, på Necker Hospital i Paris , blev et barn med succes behandlet for dysenteri. I 1920'erne-1930'erne var produktionen af fagpræparater bredt etableret i Europa og USA, men fremkomsten på markedet af sulfonamider og antibiotika samt modstridende forskningsdata fra disse år vedrørende effektiviteten af terapeutiske midler baseret på bakteriofager , forårsagede næsten fuldstændigt ophør af deres brug. Undtagelserne på denne baggrund var Polen og Sovjetunionen , herunder det tidligere sovjetiske Georgien , hvor et specialiseret institut dedikeret til undersøgelse af bakteriofager blev grundlagt i 1923 [4] [5] . En udbredt tilbagevenden til ideen om fagterapi begyndte i 1980'erne med fremkomsten i den engelsksprogede litteratur af resultaterne af at studere dens effektivitet hos dyr [6] .
Virkningsområdet for mange bakteriofager er begrænset til stammer af en enkelt bakterieart, og denne virkning strækker sig aldrig til alle genetiske varianter af et infektiøst agens. På den ene side giver dette dig mulighed for at bevare de normale komponenter i menneskekroppens mikrobiota . På den anden side gør dette det obligatorisk at udføre laboratoriefølsomhedstest ved ordinering af behandling, og det indebærer også konstant forfining af sammensætningen af fagpræparater baseret på aktuelle data om patogenstammer, der cirkulerer i et bestemt territorium [7] . På grund af det faktum, at sammensætningen af registrerede præparater varierer, er det nødvendigt at anvende fager af samme serie til laboratoriefølsomhedstest og -behandling [8] . Standardmetoden til at løse problemet med snæver specificitet er at fremstille blandinger af forskellige fager, "cocktails". En cocktail kan have aktivitet mod én type bakterier - "monovalent bakteriofag", eller flere - "polyvalent".
Fagpræparater giver ikke bivirkninger [9] [10] , men er immunogene. I alle tilfælde dannes stammespecifikke antistoffer i signifikante titere hos patienter to eller tre uger efter afslutningen af fagterapi, hvilket fører til faginaktivering. Ved ordinering af gentagne kure er det derfor nødvendigt at erstatte fagpræparater [8] . Bakteriofager interagerer med det medfødte immunsystem gennem fagocytose og cytokinresponser og påvirker også adaptiv immunitet ved at påvirke antistofproduktion og aktivering af effektorceller [11] .
Ved en lav koncentration af fagpartikler i mediet og et lille antal følsomme bakterier kan fagens karakteristiske adsorptionstid overstige den tid, der kræves til bakteriel deling, og der er altid en vis tærskelkoncentration af bakterier, der er nødvendig for at opretholde fagpopulationen [4] . Den effektive anvendelse af bakteriofager til at kontrollere bakteriel vækst indebærer enten tilstedeværelsen af et tilstrækkeligt antal følsomme bakterier eller en høj titer af virale partikler i det anvendte præparat [12] . Især tilstedeværelsen i en terapeutisk cocktail af en lille blanding af fag, der er i stand til at forårsage lysis af det ætiologiske middel, garanterer ikke lægemidlets effektivitet [13] .
Bakterier udvikler let resistens over for bakteriofager. Men hvis cellevægsmolekyler, de såkaldte "fag-receptorer", der genkendes af vira, også er patogenicitetsfaktorer, så bliver resistente bakterier mindre farlige. En liste over eksempler på sådanne receptorer omfatter kapselkomponenter og membranpumper [14] .
Virulente bakteriofager adskiller sig i egenskaber, der er vigtige for praksis, herunder virkningsområdet, varigheden af livscyklussen og udbyttet af fagpartikler pr. bakteriecelle [14] . Nogle bakteriofager bærer gener for enzymer, der ødelægger biofilm [15] . Der kendes også medicinske bakteriofager, som trænger dårligt ind i den ekstracellulære matrix af biofilm [16] . I en række tilfælde af vellykket anvendelse af fag "medfølelsesterapi" i osteoartikulære infektioner forårsaget hovedsageligt af biofilmdannende Staphylococcus aureus , blev behandlingen forudgået af sanering af infektionsfoci [17] .
Bakteriofager er et godt supplement til antibiotikabehandling, da de trænger ind i bakteriecellen og ødelægger den ved mekanismer, der er forskellige fra virkningsmekanismerne for enhver antibiotika, hvilket praktisk talt garanterer fraværet af krydsresistens over for fager og antibiotika [18] [19] . I eksperimenter for at undertrykke væksten af Escherichia coli ved kombineret brug af antibiotika af forskellige klasser og bakteriofager blev der imidlertid ikke kun vist gensidig forstærkning af virkningen, men også antagonisme. Derfor anbefales det i kombinationsbehandling at anvende sådanne kombinationer af antibiotika og bakteriofager, hvor reproduktionen af virus ikke afhænger af det cellesystem, der undertrykkes af antibiotikummet [20] .
Til terapi anvendes kun virulente bakteriofager, som ikke har evnen til at implementere den lysogene livscyklus . Dette forklares med det faktum, at tempererede fager i mange tilfælde giver bakterier overlevelsesegenskaber. Gener af toksiner, der bestemmer patogeniciteten af sådanne kendte patogener som Clostridium botulinum , Corynebacterium diphtheriae og Vibrio cholerae , er indeholdt i profager. Tilfælde, hvor profager giver deres værter yderligere patogene egenskaber, er blevet beskrevet for bakterierne Escherichia coli , Proteus mirabilis , Proteus vulgaris , Pseudomonas aeruginosa , Salmonella typhimurium , Staphylococcus aureus og Staphylococcus pyogenes [2] . Forfatterne af Den Russiske Føderations statsfarmakopé foreskriver efter europæiske eksperter brugen af naturlige bakteriofager til behandling af infektionssygdomme [7] [21] . Principperne for produktion, kvalitetskrav, for udførelse af prækliniske og kliniske undersøgelser for eksisterende og udviklende bakteriofagpræparater er fastlagt i "Regler for udførelse af forskning i biologiske lægemidler i den eurasiske økonomiske union " [22] . De vigtigste krav til fagpræparater er, at (1) alle anvendte vira skal undersøges ved hjælp af high-throughput sekventeringsmetoder , (2) dossieret for præparatet indeholder data om den bakteriestamme, som bakteriofagen dyrkes på i produktionen, (3 ) det er nødvendigt at rense bakterielle lysater fra deres affaldsprodukter, endo- og exotoksiner og celleaffald ved hjælp af egnede metoder såsom ultrafiltrering eller affinitetskromatografi [8] .
Fra januar 2022 blev 16 lægemidler baseret på bakteriofager produceret af NPO Microgen registreret i Den Russiske Føderation [23] . Dette tal inkluderede flydende doseringsformer og syrefaste tabletter. I St. Petersborg blev Sextafag med succes brugt til at stoppe et nosokomielt udbrud af infektion forårsaget af Klebsiella pneumoniae på neonatal intensivafdeling. Mens de rutinemæssige infektionskontrolforanstaltninger, der blev truffet for at eliminere udbruddet, viste sig at være ineffektive, gjorde brugen af et fagpræparat det muligt at reducere forekomsten af K. pneumoniae-infektion i afdelingen til nul i en måned [24] .
Behandling med bakteriofager, der ikke er registreret som lægemidler, udføres som led i videnskabelig forskning udført af forskellige centre. Som regel udføres det i mangel af alternativer - identifikation af et patogen multiresistent over for antibiotika [8] . For fagpræparater fremstillet ved hjælp af samlingsvirus er kvalitets- og sikkerhedskrav opfyldt [7] [25] .
Kliniske forsøg med bakteriofager, udført i 2012-2018 i Novosibirsk på basis af Road Clinical Hospital og Center for New Medical Technologies, gjorde det muligt at formulere krav til fag-”medfølelsesterapi” for diabetisk fodsyndrom [26] [27] . Kriterierne for ordinering af terapi er tilstedeværelsen af en bakteriel infektion, utvetydige indikationer for elektiv amputation og en dårlig respons på tidligere antibiotikabehandling, herunder antibiotikabehandling. Ved ordination af fagpræparater kræves skriftligt informeret samtykke fra patienten. Sådanne opsamlingsstammer af obligat virulente fager bør ikke indeholde toksinkodende sekvenser som bestemt ved helgenomsekventering. Bakteriofager påført på nekrose foci ved diabetisk fodsyndrom bør have en titer på 10 7 til 10 10 plakdannende enheder pr. milliliter. Hvis bakteriofagen har en utilstrækkelig høj titer, tilberedes præparatet igen [27] .
Forekomsten af resistens over for bakteriofager er vanskelig at vurdere, da grundlaget for fagterapi bør betragtes som en individuel tilgang [25] , og sammensætningen af registrerede lægemidler baseret på bakteriofager er genstand for justering [28] . Hvis vi taler om individuelle bakteriofager, er resistensen over for dem af stammer af Enterococcus faecalis fra forskellige laboratoriesamlinger 29-92% [29] [30] . Andelen af resistente stammer af Staphylococcus aureus kan være i området 15-40% [13] [18] [31] .
I 2009-2011 var prævalensen af Staphylococcus spp.-stammer resistente over for kommercielle bakteriofagpræparater indeholdende en stafylokokkkomponent i medicinske organisationer i Nizhny Novgorod-regionen 42-49%. I 2015-2016 gjorde raffineringen af lægemidler det muligt at reducere forekomsten af resistens over for dem blandt stafylokokker til 21 % [28] . Ifølge data fra 2015-2017 opnået i Rostov-on-Don var modstanden af opportunistiske bakterier isoleret fra børn med tarmdysbakteriose over for kommercielle bakteriofager i gennemsnit 44 %. De fleste opportunistiske bakterier, med undtagelse af K. pneumoniae , var resistente over for Sextaphage, men følsomme over for artsspecifikke fagmonopreparater [32] .
Under behandling med fagpræparater blev der i de fleste af de dokumenterede tilfælde i den resterende bakteriepopulation, hvis ikke fuldstændig, så i det mindste delvis udskiftning med fag-resistente former observeret [33] , og to dages stofbrug kan være tilstrækkeligt til at udvikling af resistens [34] . Derfor er det i løbet af behandlingen fornuftigt at overvåge følsomheden for rettidig delvis eller fuldstændig udskiftning af terapeutiske fager. Fagtilpasning til resistente stammer in vitro betragtes også som en foranstaltning til at bekæmpe resistens [35] . Samtidig kan bakteriofag-resistente mikroorganismer karakteriseres ved en reduceret væksthastighed, reduceret ekspression af virulensdeterminanter, tab af adhæsive egenskaber og en væsentligt reduceret levetid [36] . Nogle gange er erhvervet fagresistens ledsaget af øget følsomhed over for antibiotika. Dette anses for at være en grund til at vælge længere fagterapiforløb, som bør fortsættes selv på trods af resistensudvikling [10] .