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从匹兹堡大学获得最有趣和最重要的故事。抗生素彻底改变了医学,但即使球速体育是这些拯救生命的药物也有其局限性。在匹兹堡大学生物学家参与的两项新球速体育研究中,球速体育研究人员表明,一种使用杀菌病毒的实验技术成功地治疗了两名对抗生素无反应的致命感染患者。
“一个案例球速体育研究球速体育是轶事。这球速体育是一次性的:我们可能球速体育是幸运的,”肯尼斯·p·迪特里希艺术与科学学院的埃伯利家族生物技术教授格雷厄姆·哈特福说。有三个有记录的成功案例, “现在我们可以开始寻找一致性和某种意义上它可能适用于更多的病人。”
噬菌体,简称噬菌体,通过将它们的DNA注入细菌细胞并将它们的目标变成噬菌体工厂来杀死细菌。对人类无害,这种能力使噬菌体成为治疗一些其他顽固性感染的候选者,包括由脓肿分枝杆菌引起的感染,这球速体育是一种对抗生素有抗药性的细菌,对囊性纤维化患者来说可能球速体育是致命的或他们正在服用抑制免疫系统的药物。
Hatfull和他的实验室在2019年首次使用噬菌体治疗分枝杆菌感染,并首次在这种治疗中使用基因工程噬菌体,展示了这项技术的潜力。他们现在正在帮助更多已经达到现有医学所能提供的极限的患者。
哈特福说:“从监管的角度来看,你必须用尽所有的选择,然后才能开始真正的实验,比如噬菌体。”“这些人没有其他人可以求助。要么球速体育是我们,要么什么都不球速体育是。”
救命的移植手术
在今天发表在《细胞》杂志上的一篇论文中,球速体育研究人员报告说,Hatfull实验室的噬菌体疗法在另一种更常见的囊性纤维化患者感染上取得了成功。囊性纤维化球速体育是一种导致肺部粘液积聚的疾病,还有其他灾难性的影响。
这项球速体育研究的成功表明,噬菌体疗法可能对更多的囊性纤维化患者有用,可能有助于其他因肺部顽固分枝杆菌感染而滞留在移植等候名单上的患者。
但球速体育是这种治疗方法的成功球速体育是不确定的。对肺部感染的患者进行噬菌体治疗,而不球速体育是像2019年的论文中那样对皮肤感染的患者进行噬菌体治疗,带来了一系列新的挑战和问题。
“如果血液中有细菌,你给噬菌体IV,这两个噬菌体很有可能找到对方,”哈特富尔说。然而,肺部球速体育是一个复杂的管道网络,感染可以隐藏在其中。“本质上,这只球速体育是一个巨大的未知数。”
这在像Jarrod Johnson这样的病人身上尤其如此,他球速体育是这篇新论文的中心人物。即使经过多年的抗生素治疗,约翰逊的感染仍然存在。然而,在接受噬菌体治疗后,他十几次的感染检测都呈阴性,这为他接受肺移植扫清了道路。
约翰逊说:“我非常感谢所有参与我治疗的人的努力、坚持和创造力。”“我以为我要死了。他们真的救了我的命。”
这项工作由科罗拉多州丹佛市国家犹太人健康中心(National Jewish Health)的医生进行,由杰里·尼克(Jerry Nick)领导,他将样本送到哈特富尔的实验室,寻找可以解决感染的噬菌体。
“我们已经收集了大量的噬菌体,我们已经对4000多个噬菌体的基因组进行了测序,所以我们非常详细地了解了它们的基因组图谱和关系,”哈特福尔说。“此外,我们还掌握了哪些细菌被哪些噬菌体感染的信息,这意味着我们可以对哪些噬菌体类型最有用进行明智的猜测。”
当他们收到请求时,哈特福和他的实验室能够识别出与约翰逊肺部脓肿分枝杆菌菌株相匹配的两种噬菌体,并通过基因工程使它们更有效地杀死它。
与任何案例球速体育研究一样,不可能确定患者的康复球速体育是治疗的结果。但哈特福尔说,这个案例的证据比大多数案例都更有力。
他说:“多年来,我们一直非常仔细地对患者进行临床随访,对菌株和抗生素谱进行了多次测序。”尤其令人信服的球速体育是病人尿液中部分细菌细胞壁的分子信号——这表明噬菌体正在杀死细菌并完成它们的工作。


从鸡尾酒到纯鸡尾酒
在上周发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的第二项球速体育研究中,球速体育大学的球速体育研究小组与杰西卡·利特尔(Jessica Little)领导的哈佛大学(Harvard University)同事一起,成功地治疗了一名患有分枝杆菌皮肤感染的免疫功能低下患者。
哈特福说:“当抗生素在很长一段时间内没有多大作用时,这种疗法似乎真的起到了很大的作用。”
这球速体育是用噬菌体疗法治疗龟分枝杆菌感染的第一个实例。龟分枝杆菌球速体育是一种相关的细菌,但与以前用噬菌体治疗的细菌不同。虽然患者的免疫系统似乎对噬菌体发起了攻击,但这并没有阻止治疗的有效性。
这项球速体育研究的另一个新颖之处球速体育是球速体育研究人员使用的噬菌体。
球速体育研究人员担心细菌可能进化出对病毒的抗性。哈特福的团队之前曾试图用多种噬菌体的混合物来避免这个问题:同时用三种病毒来攻击细菌感染,这样就不太可能进化得比它们强。
但球速体育是,当球速体育研究小组对这名患者的感染进行噬菌体测试时,只有一种证明球速体育是有效的:Muddy,这球速体育是2019年球速体育研究中使用的三种噬菌体之一。
“这就球速体育是我们所拥有的——我们使用了所有可用的噬菌体,”哈特富尔说。“我们显然冒着遇到阻力和失败的风险。但要么这样做,要么什么都不做。”
细菌没有进化出对单个噬菌体的抗性这一事实令人惊讶,它也为治疗患者开辟了新的潜力,特别球速体育是对那些免疫系统强大的患者。
“现在我们可以考虑让它们使用噬菌体一号一个月。然后我们就停下来。然后给它们注射二号噬菌体一个月,然后停止。”这样做可以降低患者免疫系统攻击噬菌体的风险。
总之,这两项球速体育研究指出了噬菌体治疗更广泛的分枝杆菌感染的未来,以及最大化治疗成功机会的新方法。


打开闸门
直到今天,在外部观察者看来,该实验室的临床工作似乎球速体育是以2019年的突破开始和结束的。事实恰恰相反。
“就在那时,闸门打开了,”哈特福实验室的球速体育研究助理丽贝卡·德德里克(Rebekah Dedrick)说。“我们开始收到来自世界各地的请求,现在还在收到。”
Dedrick负责协调实验室的临床工作,处理为世界各地的患者提供实验性治疗所需的大量许可和其他文书工作。她和一个由三名球速体育研究技术人员组成的团队还筛选了来自这些患者的细菌样本,对它们进行病毒测试,看看球速体育是否有有效的病毒,并在治疗后进行后续测试。
这对Dedrick来说球速体育是一个突然的转变,在她的职业生涯中,她一直专注于基础科学。但她很快就接受了。她说:“临床医生没有别的办法给他们,然后我们提供了这个小小的希望。”“能够为没有其他选择的病人提供这种治疗,真的很有成就感。”
该实验室的其他成员也成为了该团队临床工作的重要组成部分,其中包括球速体育研究导师黛博拉·雅各布斯-塞拉(Deborah Jacobs-Sera),她培养和纯化噬菌体,使其达到可以注射到患者体内的数量和质量。这个最初令人神经紧张的过程,经过多年的实践,已经成为一台运转良好的机器,从患者身上采集样本,并提供挽救生命的疗法。
隐藏在DNA中的病毒
然而,实验医学只球速体育是实验室工作的一个组成部分。与此同时,该小组正在继续对这些病毒和细菌的作用进行基础球速体育研究,为改善未来的治疗方法提供线索。
其中一个目标球速体育是:270多名寻求治疗的患者送来的分枝杆菌细胞样本。
他说:“除了拥有非常好的、广泛而多样的噬菌体,我们现在还拥有大量、广泛而多样的临床分离脓肿分枝杆菌和一些相关菌株。”“这球速体育是理解基础生物学的巨大资源。”
在样本库中,Hatfull和他的实验室发现了一个令人惊讶的新地方,可以寻找候选噬菌体来对抗分枝杆菌感染:隐藏在这些细菌的DNA中球速体育是过去感染这些细胞的噬菌体的完整遗传物质。它们的存在证明噬菌体可以感染这些细菌,实验室现在能够利用这些蓝图使这些病毒复活。下一步球速体育是调整它们的DNA,这样它们不仅可以感染那些分枝杆菌菌株,还可以可靠地杀死它们。
“我们仍在球速体育研究如何设计它们,以及如何将它们用于治疗,”哈特福说。“我们还没有将其中任何一种用于治疗,但我认为我们正在接近。”
继续球速体育研究哪些噬菌体感染哪些分枝杆菌菌株——以及为什么——可能会影响未来的治疗方法。这个问题的核心球速体育是,球速体育是否有可能从耗时耗力的个体化医疗方法转向更广泛的治疗方法,从而在更大范围内帮助患者。


三脚凳
即使在大流行期间,实验室的教育使命也在向前推进。自2002年以来,哈特福尔领导了一个让本科生参与前沿球速体育研究的最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台。现在,这个最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台被称为霍华德休斯医学球速体育研究所科学教育联盟-噬菌体猎人推进基因组和进化科学(HHMI SEA-PHAGES),它让学生有机会发现并命名自己的病毒。通过该最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台发现的其中一种病毒球速体育是Muddy,现在该实验室大约一半的治疗方法都使用了这种病毒。
哈特福把他的实验室的三个目标称为“三条腿凳”,每条腿——球速体育研究、教育和临床工作——相互补充。
他说:“我们有一个不断扩大噬菌体数量的持续过程。与此同时,在噬菌体遗传学方面30年的工作使他们能够有效地从噬菌体的“水龙带”中汲取能量,以这样一种方式组织它们,以便在分枝杆菌样本到达时进行快速评估。
至于他们的临床工作,实验室希望很快发表更多的案例球速体育研究报告,超越概念证明,并发展一个球速体育APP分枝杆菌感染的噬菌体治疗的更强大的知识体系——这种知识对于为潜在的临床试验奠定基础至关重要,在临床试验中,治疗可以以更严格的方式进行测试。
Dedrick说:“我们需要临床试验,在我们对每一步都有一些了解之前,我们不会去做临床试验。”
无论这个领域接下来走向何方,几乎可以肯定的球速体育是,实验室将球速体育是它的中心。
哈特福说:“当涉及到球速体育研究可用于分枝杆菌疾病的噬菌体的人时,基本上我们就球速体育是。”“你不可能从世界上任何其他实验室得到这个,我认为这球速体育是公平的。”
摄影作者:Aimee Obidzinski