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Isabelle Holdawayが肺移植後に深刻な細菌感染を発症したとき、彼女には治療の選択肢がほとんどありませんでした。感染は彼女の体全体に広がり、抗生物質に耐性がありました。しかし、彼女は細菌を殺した遺伝子組み換えウイルスのおかげで驚くべき回復を遂げました。
イザベルホールダウェイズストーリー
Isabelle Holdawayは、嚢胞性線維症のために肺移植を受けた15歳でした。臓器移植では、患者が免疫系を抑制する薬を服用する必要があるため、ホールドアウェイは感染症にかかりやすかった。医師は彼女がすでに持っていたと信じています マイコバクテリウムアブセスス 嚢胞性線維症の患者に共通しているため、彼女のシステム内の細菌。
免疫抑制薬により、細菌は体内で制御不能になりました。彼女は胸部、肝臓、胴体、および体の他の部分に重篤な感染症を発症しました。感染症は抗生物質に耐性だったため、英国のグレートオーモンドストリート病院の医師は、回復の見込みがほとんどない緩和ケアのために彼女の家を送りました。
Holdawaysの母親がオンラインで治療の選択肢を調査し、発見しました ファージ療法。ファージはバクテリアを殺すことができるウイルスであり、研究者は長年にわたってバクテリアを実験しています。 Holdawayは実験的なファージ治療を受け、命を救いました。
ファージが細菌を殺す方法
バクテリオファージまたはファージは、細菌を殺すことができるウイルスです。形状やサイズは異なりますが、ファージにはDNAまたはRNAが含まれる傾向があります。 1900年代に発見されたファージは、コレラなどの細菌感染症の治療に役立ちました。しかし、1928年のペニシリンの発見により、抗生物質が普及するにつれて、焦点がファージから離れました。
ファージはウイルスであるため、宿主に感染せずに増殖することはできません。バクテリオファージは、細菌に感染するための2つの一般的なプロセス、溶菌サイクルと溶原性サイクルに従う傾向があります。の中に 溶菌サイクル、ファージは細菌に感染し、細胞を乗っ取り、それらが細胞が溶解または破裂するまでより多くのファージを作るために使用します。
の中に 溶原性サイクル、ファージは細菌に感染し、そのDNAを細菌の遺伝情報に挿入し、細胞は細胞分裂中にDNAを含みます。ファージDNAのこの断片は、プロファージと呼ばれます。活性化してファージを作ることができ、溶菌サイクルが始まります。
ただし、ファージは非常に特異的であることに注意することが重要です。これは、各タイプが異なるタイプの細菌に感染することを意味します。単一のファージは、ある種の細菌にのみ作用し、他の種には作用しない場合があります。
ティーンエイジャーを救ったファージ
Holdawaysの母親がファージ療法に気付いた後、グレートオーモンドストリート病院の医師は、ピッツバーグ大学のRebekah DedrickとGraham Hatfullに連絡を取り、ファージのコレクションを所有していました。科学教育アライアンスPhage Hunters Advancing Genomics and Evolutionary Science（SEA-PHAGES）プログラム（学部課程の研究コース）は、コレクションの作成を支援しました。多くのファージは、単に土壌を掘ることで発見されました。
ピッツバーグ大学の研究者は実験用のファージを持っていましたが、実際に殺すのはどれなのかわかりませんでした マイコバクテリウムアブセスス Holdawayに感染した細菌。彼らは数週間かけて細菌を増殖させ、さまざまなファージで処理しました。 2018年、マディと呼ばれるバクテリオファージがペトリ皿の細菌を殺しました。
マディは重要な発見でしたが、研究者はバクテリアもファージに耐性になる可能性があることを知っていました。彼らは、ティーンエイジャーの感染を治療するために溶菌サイクルを使用できる複数のファージを見つけたいと考えました。数ヶ月後、彼らはファージZoeJとBPsもバクテリアに影響を与える可能性があることを発見しました。チームは、溶原性ではなく溶菌性にするために、ZoeJとBPを遺伝的に改変する必要がありました。 Holdaway向けに、これら3つのファージの薬物カクテルを作成しました。
ファージ処理
ピッツバーグ大学の研究者は、ファージカクテルをロンドンのグレートオーモンドストリート病院に出荷しました。この時点までに、Holdaways感染は広がり続けており、1％の生存率でした。病院の医師は、彼女にファージのIVを与え、軟膏でいくつかを使用し、それらを皮膚に塗布しました。
Holdawayは9日後に退院することができました。手首の傷は消え、皮膚は改善し、肝臓は良くなりました。彼女は今日もファージ療法を受け続けています。医師は、彼女がファージから「ほとんど副作用がない」と述べた。しかし、研究者は現時点では完全な治療法と呼ぶことをためらっています。
他の人は過去にファージ療法で治療されてきましたが、ホールドアウェイズの事例をユニークにしているのは、遺伝子組み換えバクテリオファージの使用です。研究者はファージの遺伝子を削除し、新しい遺伝子を追加しませんでした。
ファージ療法の未来
科学者は、バクテリア感染の効果的な治療法としてファージ療法をサポートする前に、大規模な臨床研究を見たいと考えています。 Holdawaysのような逸話的なケースは希望を与えますが、いつでもすぐに地元の薬局でファージが販売されるのに十分な量です。
研究者はまた、ファージ療法は非常に特異的であることを警告しています。 Holdawaysの体内で感染を殺したファージは、細菌の異なる株を持つ患者には機能しませんでした。興味にもかかわらず、ファージライブラリーは、細菌のために存在するライブラリーと比較してまだ比較的小さいです。彼らが受け入れられた治療法になるためには、さらに多くの研究が必要です。
ファージと抗生物質
ファージの研究者に希望を与えるものの1つは、激化するために彼らの分野への関心が高まっていることです 抗生物質耐性 世界中で。かつては1つの抗生物質で治療されていた感染症が、今では複数の薬剤に対して耐性になりつつあります。しかし、ファージは治療として簡単に使用できず、複数の課題が伴います。たとえば、各タイプの細菌を殺すことができる適切なファージを分離して見つけるには時間がかかります。
従来の抗生物質の代わりにファージを使用することには利点があります。ファージは人間の細胞を攻撃することはなく、バクテリアに非常に特異的です。それらは腸の微生物叢を破壊せず、典型的な抗生物質のような消化器系の問題を引き起こしません。ファージは抗生物質耐性菌にも作用し、バクテリアが細胞を破壊するためにバクテリアがファージに対する耐性を発達させるのはより困難です。ファージ療法は、将来のパーソナライズされた治療法として多くの可能性を秘めています。