70 d干预期后,3种噬菌体均显著降低了土壤-植物系统中目标致病菌和相应耐药基因(tetW和cmlA)的丰度。
噬菌体与抗菌药物联合使用也可以提高清除耐药菌的能力。
Shlezinger等发现,在对万古霉素耐药的情况下,万古霉素-噬菌体EFLK 1(抗粪肠球菌噬菌体)对耐万古霉素肠球菌(VRE)及其所形成的生物膜展现了良好的协同作用。
0.015 mg/mL万古霉素和1.2×108 PFU/well噬菌体EFLK1联合处理,增加了对VRE生物膜的*伤作用,生物膜中生物量下降了87%。
在新型冠状病毒感染继发性细菌感染的噬菌体治疗中,Wu等招募了4例因严重新型冠状病毒和耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌(CRAB)感染而住院的患者,连续使用2次预先优化好的噬菌体鸡尾酒治疗后,患者的CRAB负担有所下降,证明噬菌体联合抗菌药物的疗法对难治性多重耐药菌感染也有较强协同作用。
Liu等在大鼠模型中联合使用抗菌药物与噬菌体,成功对抗了浮游和生物膜形式的金黄色葡萄球菌。
研究显示,鲍曼不动杆菌中,耐药菌株相对于敏感菌株对噬菌体的敏感性更高,为治疗难治性耐药菌提供新思路,特别是在抗菌药物使用率高的医院中。
噬菌体在清除生物膜中的优势
细菌生物膜的形成是导致医院感染难以控制的原因之一。
据美国疾病控制与预防中心(CDC)估计,65%以上的慢性细菌感染由生物膜引起,美国国立卫生研究院(NIH)估计约80%的微生物感染和60%以上的医院感染由生物膜引起。
生物膜不仅可以在医疗机构环境物体表面形成,还可以在医疗相关物品如内镜、长期留置导管的管路以及植入物中形成。
生物膜一旦形成,常规清洁消毒手段便难以清除,且普通增菌和常规培养也很难成功分离细菌,从而逃过常规的医院感染监测。
噬菌体诱导的生物膜内细胞裂解通过产生渗透酶(如内溶素和胞外聚合物)和群体感应抑制剂(如乳糖酶)来完成。
农业和食品加工业中,噬菌体已开始用于加工设备物体表面的消毒,可显著减少物体表面多种病原体菌落和生物膜的形成,有助于降低病原体沿生产链传播的风险。
噬菌体在不同材质中也展现出良好的生物膜清除能力。
研究显示,三种不同浓度(1010、109和108 PFU/mL)的噬菌体制剂处理5 min, 从玻璃盖中回收的大肠埃希菌O157∶H7 微生物数量分别减少了99.99%、98%、94%,从石膏板表面回收的数量分别减少了100%、95%、85%,体现了噬菌体清除硬质表面上病原体附着的能力。
噬菌体逐渐成为工业环境中物体表面去污和去除生物膜的一种消毒剂替代方案。
噬菌体也可清除医疗环境中的生物膜。
Jamal等发现,静态培养基中使用噬菌体MJ2处理4 h后,阴沟肠杆菌形成的生物膜被还原;动态培养基中,MJ2处理24、72、120 h后,生物量分别下降了2.8、3和3.5个数量级,表明噬菌体MJ2对医院内多重耐药阴沟肠杆菌生物膜的形成具有明显抑制作用。
Ahiwale等的体外研究显示,MOI-0.001浓度的T7样裂解噬菌体BVPaP-3能抑制医院分离的铜绿假单胞菌生物膜形成,且使用噬菌体BVPaP-3干预24 h后,所有医院分离的铜绿假单胞菌预制生物膜均被消除。