Что такое бактериолиз: как происходит и чем вызывается

БАКТЕРИОЛИЗ

БАКТЕРИОЛИЗ (bacteriolysis; бактерии] + греческий lysis разрушение, растворение) — растворение (лизис) бактерий in vitro или в организме животного вследствие нарушения поверхностных структур микробной клетки с последующим выходом ее содержимого в окружающую среду. Бактериолиз может быть спонтанным или индуцированным различными факторами: физическими и химическими агентами, антибиотиками, ферментами и специфическими антителами. Кроме того, бактериолиз может наступить в результате воздействия бактериальных вирусов (см. Бактериофаг) или некоторых паразитических микроорганизмов (см. Bdellovibrio bacteriovorus).

Одним из примеров лизиса бактерий под воздействием физических факторов является феномен плазмоптиза, возникающий при помещении бактериальных клеток в гипотоническую среду. В таких условиях вода проникает внутрь клетки вследствие разности осмотического давления среды и цитоплазмы бактерии и в конечном итоге приводит к набуханию бактериальной клетки, разрыву ее поверхностных структур и растворению. Противоположным плазмоптизу является феномен плазмолиза (см.), возникающий, если бактериальные клетки находятся в гипертоническом растворе. В этих условиях вода, содержащаяся внутри бактерии, выходит в окружающую среду, и в результате обезвоживания цитоплазмы последняя отслаивается от клеточной стенки.

Высокоактивным агентом, который в определенных условиях способен вызвать бактериолиз, является фермент лизоцим (см.) и некоторые антибиотики (пенициллин, D-циклосерин, бацитрацин А, ванкомицин), а также ряд поверхностноактивных веществ, относящихся к группе детергентов.

Бактериолиз, индуцированный физическими и химическими факторами, может рассматриваться как неспецифический. К специфическому бактериолизу относится лизис, вызываемый воздействием на бактерии иммунных антител в сочетании с комплементом, а также при заражеНии бактерий фагом или микроорганизмами-паразитами.

Стенка бактерий состоит из ригидных компонентов, ассоциированных с эластическими полимерами, и располагается между цитоплазматической мембраной и капсулой. Она обеспечивает механическую прочность оболочки и постоянство формы бактериальных клеток, защищая цитоплазму и мембрану от неблагоприятных воздействий внешних факторов.

Чувствительность различных видов бактерий к литическим агентам не одинакова и связана со структурными особенностями их клеточных стенок. Основным компонентом клеточной стенки, обеспечивающим ее ригидность, является особый полимер муреин (синоним: мукопептид, мукополимерная субстанция, пептидогликан), нерастворимый в воде и 10%-ной трихлоруксусной кислоте, гидролиз которого может быть осуществлен лишь в «жестких» условиях.

В состав муреина всех изученных бактериальных видов входят аминосахара (N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмурамовая кислота) и аминокислоты (L- и D-аланин, D-глутами-новая к-та). Помимо указанных компонентов, в муреине некоторых видов бактерий обнаруживаются другие («альтернативные») аминокислоты, к числу которых в первую очередь относятся L-лизин и 2,6-диаминопимелиновая кислота, а также глицин, серин и аспарагиновая кислота. Строение муреинов грамположительных бактерий более разнообразно и сводится к различному составу пептидной части его структурных единиц.

Многие ферменты и в первую очередь лизоцим (ацетилмурамидаза) способны вызывать лизис клеточной стенки бактерий вследствие частичного или полного разрушения ее ригидного муреинового компонента посредством гидролиза β (1,4)-гликозидных связей, соединяющих N-ацетилглюкозамин и N-ацетилму-рамовую кислоту. При разрушении муреина лизоцимом возникают продукты распада относительно крупных размеров, поскольку большинство структурных единиц этого полимера связаны между собой не только гликозидными, но и пептидными связями. Наибольшей чувствительностью к действию лизоцима характеризуются бактерии родов Micrococcus, Sarcina и Bacillus. В гипотонической среде разрушение клеточной стенки бактерий приводит их к быстрому лизису. Если же разрушение клеточной стенки осуществляется в условиях гипертонической среды, например, при высокой концентрации сахарозы, то формируются особые структуры сферической формы, которые представляют собой цитоплазму, окруженную цитоплазматической мембраной. У этих структур, получивших наименование протопластов, или сферопластов (см. Протопласты бактериальные), сохраняются отдельные компоненты клеточной стенки. Целостность этих структур обеспечивается повышенным осмотическим давлением окружающей среды, предотвращающим их растворение. Важным фактором, определяющим чувствительность бактерий к действию литических агентов, является строение самой клеточной стенки. Так, напр., если стенка грамположительных бактерий состоит главным образом из муреина, количественное содержание которого достигает 90% от веса стенки, то отдельные штаммы грамотрицательных микробов, в частности E. coli, содержат не более 10% этого ригидного компонента. Помимо муреина, клеточные стенки грамотрицательных бактерий, обладающие более сложной структурой, включают большие количества липидов, которые находятся в составе липопротеиновых и липополисахаридных слоев. Лизис грамотрицательных бактерий может быть существенно ускорен путем предварительной обработки клеток агентами, удаляющими липопротеиновый и липополисахаридный слои, что облегчает гидролиз ригидного слоя стенки мурамидазами.

Весьма эффективными литическими ферментами являются ферменты микробного происхождения, обладающие, в отличие от лизоцима, широким спектром действия. Способностью продуцировать литические ферменты обладают некоторые представители родов Bacillus, Pseudomonas и др. Литические ферменты, продуцируемые бактериями, как правило, представляют собой комплексные вещества, состоящие из нескольких энзимов с различной субстратной специфичностью.

Нарушение целостности ригидной структуры клеточной стенки может быть вызвано действием ферментов разных типов: как гидролизующих гликозидные связи гликановой части муреина, так и разрушающих связи его пептидного компонента. Этим, по-видимому, объясняется более широкий диапазон действия литических ферментов бактериального происхождения по сравнению с лизоцимом.

Другим примером неспецифичного индуцированного бактериолиза является растворение бактерий под влиянием некоторых поверхностноактивных веществ из группы детергентов (см.). Большинство детергентов не обладает избирательностью действия и способно вызывать лизис бактерий разных видов; в первую очередь к таким веществам относятся четвертичные соединения аммония. Аналогичным свойством обладают некоторые мыла, эффективность которых в значительной степени зависит от видовой принадлежности микроорганизма.

К числу агентов, способных обусловливать лизис бактериальных клеток, принадлежат антибиотик пенициллин и его производные. В отличие от лизоцима и других химических агентов, разрушающих уже существующую клеточную стенку, пенициллин вызывает бактериолиз вследствие нарушения биосинтеза ригидного полимера стенки — муреина. Бактерии со сформировавшейся клеточной стенкой, находящиеся в среде, неспособной поддерживать их метаболизм, оказываются нечувствительными к литическому действию данного антибиотика, поскольку синтеза клеточной стенки не происходит.

Растущие бактерии под влиянием пенициллина лизируются, так как образование ригидного компонента клеточной стенки ингибируется антибиотиком, а одна цитоплазматическая мембрана не в состоянии выполнить функцию осмотического барьера. Если же бактерии растут в присутствии пенициллина в гипертонической среде, то лизис их не индуцируется, а формируются бесстеночные структуры — протопласты, или сферопласты. Следует отметить, что лизис клеток, индуцируемый пенициллином, наступает тем быстрее, чем быстрее осуществляется синтез внутриклеточных материалов на фоне угнетения биосинтеза клеточной стенки. Этим объясняется тот факт, что пенициллин активен в большей степени по отношению к бактериальным культурам, находящимся в логарифмической фазе роста, и более активен против грамположительных бактерий, чем против грамотрицательных. Последнее связано с тем, что в клеточной стенке грамотрицательных бактерий ригидный слой не является основным компонентом, тогда как у грамположительных он представляет главную часть клеточной стенки.

Особенностями механизма действия пенициллина может быть объяснена его низкая токсичность для клеток млекопитающих, в которых отсутствует пептидогликан. Конечно, это не означает, что данный антибиотик абсолютно индифферентен для клеток животных.

Помимо пенициллина, некоторые другие антибиотики, резко отличающиеся от него по химическим и биологическим свойствам, также ингибируют биосинтез ригидного компонента клеточной стенки у определенных видов бактерий. К числу таких антибиотиков относятся D-циклосерин, бацитрацин А, новобиоцин и ванкомицин, тонкий механизм действия которых существенно отличается от такового у пенициллина. Однако конечный эффект одинаков. Помимо антибиотиков, торможение синтеза основной структуры клеточной стенки с последующим лизисом бактерий может быть индуцировано некоторыми другими химическими агентами — генцианвиолетом, глицином, D-аминокислотами и пиримидиновыми аналогами.

Способность пенициллина обусловливать лизис микробов в результате интерференции с процессом биосинтеза ригидного компонента клеточной стенки была использована для разработки наиболее эффективной методики отбора ауксотрофных мутантов бактерий (см. Ауксотрофные микроорганизмы), предложенной в 1948 году Дейвисом (В. D. Davis) и Ледербергами (E. Lederberg, J. Lederberg). Метод применим ко всем бактериальным видам, чувствительным к данному антибиотику, и сводится к следующему. Популяция прототрофных бактерий выращивается в течение 12—24 часов в жидкой минимальной среде, содержащей бактерицидные концентрации пенициллина. При этом большинство прототрофных бактерий погибает, поскольку они способны расти в такой среде, а пенициллин обусловливает лизис растущих клеток. Ауксотрофные мутанты, присутствующие в популяции, без необходимых ростовых веществ не могут расти в условиях минимальной среды, и антибиотик на них не действует. Последующий пересев культуры на полноценную питательную среду обеспечивает выжившим ауксотрофным мутантам хорошие ростовые условия и таким образом их относительное количество повышается. Дальнейшее выделение и идентификация мутантов осуществляется путем определения ростовых потребностей колоний, выросших при высеве на плотную полноценную среду.

Пенициллиновый метод позволяет также выделять ауксотрофные мутанты определенного типа. В этом случае в минимальную среду, содержащую пенициллин, добавляют те или иные ростовые вещества с целью обеспечения роста (а следовательно, и гибели под действием антибиотика) зависимых по ним мутантов. Питательное вещество, по отношению к которому предполагается изолировать ауксотрофные бактерии, при этом к среде не добавляется.

Способность лизоцима избирательно разрушать клеточную стенку определенных видов бактерий используется в лабораториях при получении препаратов бактериальных цитоплазматических мембран. Для этого сначала из бактериальных клеток с помощью лизоцима (можно использовать и другие литические агенты сходного механизма действия) получают протопласты, которые затем подвергаются осмотическому лизису с последующим выделением чистых препаратов мембран путем дифференциального центрифугирования. Характерным примером специфического бактериолиза является растворение холерных и холероподобных вибрионов в организме иммунизированного животного (см. Исаева-Пфейффера феномен).

Библиогр.: Головина И. Г. Литические ферменты микроорганизмов, в кн.: Усп. микробиол., под ред. А. А. Имшенец-кого, в. 8, с. 108, М., 1972; 3ильбeр Л. А. Основы иммунологии, с. 469, М., 1958; Сазыкин Ю. О. Антибиотики как ингибиторы биохимических процессов, М., 1968, библиогр.

Бактериофаги – пожиратели бактерий. Является ли это концом эры антибиотиков?

Вы задумывались, почему бактерии еще не захватили власть над природой и почему их количество в окружающей среде всегда приблизительно одинаковое? Что мешает им размножаться в водоемах и почве? Что защищает планету от избытка бактерий?

Ответы на эти вопросы получили еще в прошлом веке, когда наткнулись на род вирусов, которые заражают не человека или животных, а бактерии. Увидев под микроскопом, как под действием этих вирусов среда очищается от бактерий, французский ученый Феликс Д’Эрелль назвал эти микроорганизмы бактериофагами или “пожирателями бактерий”.

Бактериофаги были открыты на 20 лет раньше пенициллина, но, когда появился первый антибиотик, успешно убивающий сразу многие бактерии, о бактериофагах забыли, а исследование приостановили. С началом 21 века человечество встало перед серьезной проблемой – бактерии, вызывающие болезни, приобрели устойчивость к антибиотикам. И доктора, в поисках нового антибактериального средства, вспомнили о хорошо забытых бактериофагах – натуральных киллерах бактерий.

От Ганга до лаборатории

На след бактериофагов ученые вышли еще в 19 веке. В 1896 году английский бактериолог Эрнест Ханкин поехал в Индию, чтобы исследовать свойства воды в реке Ганг. Эта река у индусов священна. Местные жители верят в целебные свойства ее вод. Но там, как известно, царила полная антисанитария. Люди купались в реке, сбрасывали в нее трупы больных холерой, но, тем не менее, эпидемии кишечной инфекции не возникало. Что-то препятствовало размножению возбудителя холеры. Ханкин предположил, что вода индийских рек содержит неизвестную субстанцию, которая оказывает антибактериальный эффект и препятствует распространению бактерий. Этим, тогда еще неопознанным, лечащим объектом были именно бактериофаги! Оказалось, что, благодаря им, возбудитель холеры в реке Ганг гибнет за три часа, в то время как в обычном водоеме разрушение занимает почти двое суток.

Фаги широко распространены в природе и обитают не только в водоемах, но и в почве, в организме человека и животных. Словом, там, где есть бактерии, есть и их вирусы-пожиратели. В чистой природной воде на каждую бактерию приходится как минимум 10 фагов. Пока бактерий в среде мало, шансы на то, что фаг найдет “свою” бактерию, небольшие. Но когда обстоятельства позволяют возбудителям инфекции размножаться, рядом с бактериофагом появляется скопление бактерий, и “киллер и жертва” встречаются.

Бактериофаги как лекарство

“Враг моего врага – мой друг”. Этой фразой можно описать принцип фаготерапии. Большинство ученых сходятся во мнении, что именно бактериофагам принадлежит будущее в борьбе с инфекциями. Их активное использование может помочь преодолеть устойчивость к антибиотикам, очистить организм и окружающую среду от многих возбудителей.

Даже если человечество в какой-то момент останется без эффективных антибиотиков, мы все еще сможем бороться с возбудителями с помощью натуральных “пожирателей бактерий”. Главная особенность бактериофагов в том, что они атакуют только бактерии, не действуя на человеческие клетки.

Как действует бактериофаг?

Фаги используют бактериальную клетку для создания своего потомства, полностью порабощают бактерию, заставляя ее внутренние органы создавать частицы бактериофага. Такое взаимодействие называют абсолютным внутриклеточным паразитизмом.

Почти 96% бактериофагов внешне выглядят как сперматозоиды. У типичного “пожирателя бактерии” есть головка и хвост. Хвост состоит из основного стержня и жгутиков, напоминающих паучьи ножки. В головке содержится генетическая информация бактериофага и ферменты, а хвост предназначен для прикрепления к поверхности бактерий. Кроме классических “хвостатых” бактериофагов, есть и частицы, которые состоят только из головки без отростка или имеют форму палочки или нити, но без головки.

Среди бактериофагов есть два вида – вирулентные и умеренные. Первые настроены радикально, они сразу уничтожают бактерию. Вторые заражают целое семейство бактерий, но убивают не всех.

Бактериофаг уничтожает бактерию следующим образом:

  • Находит на бактерии нужный белок-мишень или рецептор и “садится” на него своим хвостом.
  • С помощью шипов на хвосте он плотно прикрепляется к клеточной стенке.
  • Далее вирус выделяет ферменты, растворяющие наружную оболочку бактерии, и высверливает в ее стенке отверстие.
  • Через прокол бактериофаг впрыскивает свой геном в бактерию, но оболочка фага остается снаружи бактерии.
  • Когда ДНК фага проникает в ядро бактерии, последняя теряет свою индивидуальность и перестает контролировать внутриклеточные процессы.
  • Вирус полностью перестраивает обмен веществ внутри клетки и заставляет бактерию синтезировать белки будущих фагов.
  • Из белковых молекул собираются новые бактериофаги. Когда их количество становится критичным, бактериальная клетка набухает, а ферменты вируса разрушают ее стенку изнутри. В результате клетка “взрывается”, и новое поколение бактериофагов выходит наружу.

Весь цикл длится от нескольких минут до нескольких часов. В среднем бактериофаг воссоздает свое новое поколение за 20 – 40 минут. Это самая высокая скорость размножения, которой обладают живые организмы! За один цикл из одного фага образуется 100 – 300 новых “пожирателей”, которые готовы атаковать остальные бактерии в очаге воспаления. Данный цикл бактериофага называют литическим, поскольку инфицированная бактерия подвергается лизису – разрушению.

Но есть еще один вид инфицирования – лизогенный или создающий распад. При нем бактериофаг внедряет свою ДНК в хромосому бактерии, не нарушая функцию клетки. Встроенный в геном бактериофаг еще не собран, а бактерия жива. Незрелая частица вируса, или профаг, после деления бактерии передается по наследству ее потомкам или дочерним клеткам. Из всего потомства профаг может активироваться у нескольких бактерий, не трогая остальных. После активации профаг действует точно так же, как и вирулентный бактериофаг – созревает и разрывает бактериальную клетку. Весь этот цикл называют лизогенным. Он характерен для умеренных, менее агрессивных бактериофагов. В отличие от вирулентных видов, умеренный бактериофаг не уничтожает все бактерии в среде, но подавляет их чрезмерный рост. Таким образом, бактериофаги с умеренной агрессивностью помогают в профилактике болезней, а вирулентные виды – при лечении.

Чем бактериофаги отличаются от антибиотиков?

Антибиотики – это лишь химические соединения, которые в природе выделяют ряд грибов. Бактериофаги являются живыми организмами. По сути, они работают как микроскопические роботы, но запущенные не с помощью нанотехнологий, а самой природой. К бактериофагам чувствительны 70 – 90% штаммов возбудителей различных инфекций. Самые эффективные антибиотики широкого спектра могут подавить 60 – 90% бактерий. То есть по эффективности бактериофаги не уступают антибактериальным препаратам. Но при этом они имеют множество преимуществ.

Преимущества бактериофагов

Первое и самое главное преимущество бактериофагов – отсутствие побочных эффектов. Их прием абсолютно безопасен для человека, но одновременно очень эффективен для борьбы с инфекцией!

Читайте также:  Что подарить мальчику на 7 лет на день рождения - идеи подарков, в том числе сделанных своими руками

Фаги – самостоятельные борцы против бактериальных инфекций. Состояние иммунной системы человека не влияет на работу фагов. Они действует избирательно только на те бактерии, у которых есть особые “сигнальные” белки на поверхности – рецепторы. При этом на одну бактерию может подействовать только ее “личный” бактериофаг. И этот же фаг не сможет уничтожить другой вид или даже группу бактерий, поэтому, если Вы принимаете бактериофаг, Вам не грозит дисбактериоз кишечника и связанные с ним понос, диарея или грибковая инфекция. Вам не потребуется дополнительный прием противогрибковых средств или пробиотиков, как это бывает при приеме антибиотиков. Таким образом, фаготерапия не только эффективна, безопасна, но еще и позволяет сэкономить на лечении.

Сравним антибактериальное действие бактериофагов и антибиотиков в организме. Когда в очаг воспаления попадает бактериофаг, он размножается и уничтожает все чувствительные к нему бактерии, пока орган не будет очищен полностью. После каждой уничтоженной бактерии в среде образуется несколько сотен бактериофагов, а значит, принимать дополнительно дозу не нужно. Когда все вредные бактерии в зоне уничтожаются, бактериофаг также удаляется из организма, не причиняя ему вреда.

Что же происходит, если мы принимаем антибиотики? Чтобы антибиотик подействовал, его должно быть много. Поэтому врачи назначают таблетки несколько раз в день. Так концентрация препарата во всех тканях организма постепенно возрастает и доходит до терапевтической, то есть дающей лечебный эффект, спустя трое суток. Но врачи продолжают прием антибиотиков до 7 – 10 дней, иначе недобитые бактерии приобретут к нему устойчивость. За это время из-за высокой дозы препарата у больного проявляется ряд побочных эффектов, поскольку антибиотик – это яд не только для бактерий, но и для организма.

Почему бактерии устойчивы к антибиотикам, но не могут устоять перед фагами?

Вторым главным преимуществом бактериофагов является то, что они эффективны, даже когда антибиотики бессильны. Бактерии, вызывающие у нас инфекцию, постепенно находят способы противостоять препаратам. Они эволюционируют, начинают вырабатывать ферменты, которые разрушают антибиотик, и эта способность передается всему поколению выжившей бактерии. Раньше устойчивость к антибиотикам возникала в течение 20 – 30 лет. За это время ученые успевали создавать новое поколение лекарств, и врачи успешно лечили все виды инфекций. Но сейчас всего за 2 – 3 года возбудители становятся невосприимчивы к антибиотикам, причем устоять перед лекарством способны даже те микробы, которые появляются в стерильных условиях больницы.

Чтобы бактерия приобрела устойчивость к фагу, она должна мутировать, поменять свой “белковый код” и строение рецептора на клеточной стенке, к которому фиксируется ее вирус-пожиратель. Но фаги тоже способны к эволюции, поэтому для любой новой группы ли штамма возбудителей обязательно образуется свой “пожиратель”.

Эта гонка за выживание происходит постоянно. Пока существуют бактерии, будут существовать и их убийцы-фаги. Поэтому, когда одна культура бактериофагов становится неэффективна, нужно просто выделить новую группу, чтобы вылечить инфекцию. А сделать это можно не за несколько лет и даже не месяцев. Новый бактериофаг получают за 2 – 3 дня или несколько недель.

Все, что нужно для получения новых фагов – выделить их из той же среды, где обитает возбудитель инфекции, например, из каловых масс, почвы, сточных вод и даже из горячих источников или глубин океана. Производство препарата очень простое и экологически чистое. Чтобы отделить вирус от среды, образец пропускают через фильтр, который задерживает бактерии, но пропускает мелкие частицы бактериофагов.

Есть ли недостатки у бактериофагов?

Несмотря на явные преимущества, бактериофаги уступают антибиотикам по нескольким параметрам. Поскольку фаги действуют, как “снайперы”, нацеливаясь на конкретных бактерий, врач должен точно знать возбудителя инфекции. Высокая избирательность бактериофагов не позволяет использовать их, если инфекция вызвана сразу несколькими патогенными микробами. В таких случаях назначают антибиотики широкого спектра, действующие на целый ряд бактерий. Но и эта проблема разрешима. Чтобы фагопрепарат мог уничтожить все вредные бактерии в организме, создают “коктейли” из нескольких видов бактериофагов.

Фаготерапия – маленькие помощники при серьезных инфекциях

На первый взгляд кажется странным, что вирус может быть использован для лечения! Но сегодня большое количество серьезных, гнойных и опасных для жизни инфекций лечатся фагами – вирусами, атакующими бактерии.

По спектру действия, фаги бывают:

  • моновалентные – поражают бактерии определенного типа;
  • типовые – действуют против штаммов или группы бактерий одного вида;
  • поливалентные – разрушают бактерии целого рода;
  • комбинированные – содержат фаги к нескольким возбудителям, действуют против микробных ассоциаций.

Препараты, содержащие фаги, выпускают в виде мазей, таблеток, суспензий, аэрозолей или свечей. Но чаще всего бактериофаги назначают в жидкой форме. Раствором орошают воспаленную полость органа, смазывают им рану, принимают внутрь или вводят внутривенно.

При лечении бактериофагами важен один нюанс. Самостоятельно подобрать препарат Вы не сможете, поскольку каждый “коктейль” из бактериофагов чувствителен только к определенным группам бактерий, штаммам, и абсолютно неэффективен, если у Вас выявили другие варианты того же вида. Если врач решит назначить Вам фаготерапию, то сперва у Вас возьмут анализы, чтобы выявить возбудителя и подобрать к нему “пожирателя”.

В зависимости от воспаленного органа, Вам потребуется сдать следующие анализы:

  • анализ крови;
  • анализ мочи;
  • копрологическое исследование;
  • исследование мокроты;
  • мазок с кожи или слизистой оболочки.

Взятый материал осматривают под микроскопом, а затем делают посев на питательную среду. Когда бактериальная колония начинает расти, лаборант уточняет вид возбудителя, и добавляют в среду фаги. Если среда очистилась от возбудителей, значит фаг подобран верно, а лечение будет эффективным.

С помощью бактериофагов лечат инфекции, вызванные следующими бактериями:

  • кишечная палочка;
  • стафилококк;
  • стрептококк;
  • синегнойная палочка или псевдомонада;
  • клебсиелла;
  • протей;
  • энтерококки;
  • возбудители дизентерии и сальмонеллеза.

Иногда перед врачами даже не стоит выбор между антибиотиком и бактериофагом. В последние годы регистрируются вспышки кишечных инфекций, при которых ни один из антибиотиков не может помочь.

Например, антибактериальная терапия практически бессильна при псевдомембранозном колите – это воспаление толстой кишки, которое вызывается агрессивной бактерией Clostridium difficile, или клостридией. Из-за нее развивается тяжелая, опасная для жизни диарея. До недавнего времени псевдомембранозный колит можно было вылечить только с помощью пробиотиков. Больному фактически пересаживали новую микрофлору в кишечник. Но оказалось, что бактериофаги могут уничтожить клостридии гораздо быстрее и легче. Эффективность лечения была задокументирована Американским Сообществом Микробиологов в 2016 году. Подробнее об этом читайте, перейдя по ссылке в списке источников литературы.

Еще одной всемирной проблемой медицины являются псевдомонады. Самый распространенный вид псевдомонад – синегнойная палочка. Она часто вызывает внутрибольничную инфекцию или воспаление дыхательных путей, легких, среднего уха, мочевыводящих путей. Палочка устойчива не только к антибиотикам, но и к дезинфицирующим средствам, однако ее успешно уничтожают бактериофаги.

Фаготерапия показана при следующих болезнях:

  • кишечная инфекция;
  • инфекция дыхательных путей;
  • пневмония и воспаление плевры;
  • гнойная инфекция кожи;
  • гнойная хирургическая инфекция;
  • инфицирование послеоперационной раны;
  • абсцесс легкого;
  • паратонзиллярные гнойники;
  • поддиафрагмальный гнойник;
  • инфекция среднего уха;
  • воспаление околоносовых пазух;
  • кишечный дисбактериоз;
  • перитонит;
  • остеомиелит;
  • инфекционно-аллергический ринит, фарингит, дерматит и конъюнктивит;
  • инфекция желудочно-кишечного тракта;
  • холециститы;
  • воспаление спинномозговой оболочки;
  • любая гнойная инфекция с высоким риском заражения крови;
  • мочеполовая инфекция;
  • циститы;
  • пиелонефриты;
  • ожоги и травмы.

Бактериофаги применяют не только у взрослых, но и у новорожденных при воспалительных болезнях и высоком риске заражения крови.

Можно ли использовать бактериофаги для профилактики?

При первых признаках простуды или когда рядом есть болеющие инфекцией люди, возникает мысль выпить антибиотики и застать врасплох бактерии, предупредив развитие инфекции. На самом деле так мы не только не помогаем организму, но и вредим ему. Антибиотик не в состоянии предупредить инфекцию. Он просто уничтожит все чувствительные к нему бактерии. Но останутся те, которые приобрели устойчивость. В первую очередь, организм станут атаковать выжившие грибки.

Принципиальная разница фаготерапии в том, что ее можно и нужно использовать, если возникла вспышка какой-либо инфекции. В Московском научно-исследовательском институте эпидемиологии и микробиологии создали “коктейль” из бактериофагов, который можно применять в качестве профилактики кишечных инфекций. Препарат прошел испытания. Оказалось, что он способен восстановить кишечную микрофлору и предупредить размножение условно-болезнетворных микробов в кишечнике.

Если Вы вступили в контакт с больным человеком, и к Вам перешли заразные микробы, прием бактериофагов остановит размножение бактерий. Именно это свойство бактериофагов играет важнейшую роль в лечении и профилактике внутрибольничных инфекций, кишечных инфекций в детских садах и школах, при пищевых токсикоинфекциях или заражении питьевой воды.

Материал несёт информационно-справочную функцию! Перед применением любых средств или услуг необходимо проконсультироваться со специалистом!

Бактериальная инфекция: понятие, особенности, течение, диагностика, терапия

Бактериальная инфекция — обширная группа болезней, причиной которых являются бактерии. Эти многочисленные микроорганизмы обитают везде: в воздухе и воде, на окружающих предметах и земле, в любой агрессивной среде. В организм человека они проникают различными путями. Попав в благоприятные для роста и развития условия, бактерии начинают стремительно размножаться и выделять токсины. Это самый важный фактор патогенности, благодаря которому происходит развитие инфекционного воспаления.

Кроме патогенных микробов, вызывающих заболевания и несущих наибольшую опасность для здоровья человека, существуют и условно-патогенные бактерии. Они постоянно обитают в организме человека, не доставляя ему никаких проблем. Под воздействием негативных экзогенных или эндогенных факторов микробы активно размножаются и приобретают болезнетворные свойства. Чаще всего это случается при значительном ослаблении иммунитета. Существуют полезные бактерии, обитающие в ЖКТ и благотворно влияющие на иммунную систему. Лактобактерии и бифидобактерии нормализуют процесс пищеварения и не позволяют патогенным агентам поселиться в кишечнике.

К бактериальным инфекциям относится достаточно широкий спектр патологий, начиная от обыкновенных кожных заболеваний и заканчивая тяжелыми болезнями — менингитом, пневмонией, пиелонефритом.

Все бактериальные инфекции классифицируют по локализации очага поражения:

  • Респираторные инфекции передаются преимущественно воздушно-капельным путем и вызывают поражение органов дыхания. К ним относятся: стафилококковая, пневмококковая, стрептококковая, коклюшная, туберкулезная, менингококковая, микоплазменная. У больных возникает инфекционный ринит, ринофарингит, синусит, тонзиллит, бронхит, пневмония.
  • Кишечные инфекции развиваются после употребления несвежих продуктов питания или блюд, не прошедших полноценную термическую обработку. Основная причина патологии — несоблюдение правил личной гигиены. Бактериальную инфекцию кишечника называют болезнью грязных рук. Ее возбудителями являются шигеллы, стафилококки, вибрионы, сальмонеллы.
  • Инфекции, передающиеся половым путем — сифилис, гонорея, трихомониаз, хламидиоз, микоплазмоз, уреаплазмоз, гарднереллез, кандидоз и другие. У женщин инфекция протекает в форме цистита, уретрита, вагиноза, пиелонефрита и воспалительных заболеваний внутренних половых органов. У мужчин обычно развивается уретрит, баланит или простатит.
  • Бактериальные инфекции кожи — пиодермии, представляющие собой гнойничковые заболевания, развивающиеся при проникновении в кожный покров патогенных бактерий. Клинические формы инфекции: импетиго, фурункул, карбункул, экзема, дерматит, фолликулит, рожа.

Список самых распространенных бактериальных болезней можно дополнить инфекциями крови, которые передаются насекомыми — чума, сыпной тиф, лихорадки, риккетсиозы.

Отличительные особенности

Бактерии и вирусы — возбудители инфекционных заболеваний, имеющие много различий.

  1. Вирусы способны размножаться только в организме человека. Бактерии свободно делятся в любых благоприятных условиях. Они представляют собой полноценный живой организм, которому необходимо питание для развития и самовоспроизведения.
  2. Бактерии крупнее вирусов. Их видно под световым микроскопом, а самые крупные – невооруженным глазом. Вирусы удалось обнаружить только после изобретения электронного микроскопа.
  3. Механизм действия вирусов и бактерий тоже отличается. Первые вызывают явления интоксикации — лихорадку, слабость, миалгию и артралгию, а вторые — признаки локального гнойного воспаления – налет на языке, пробки в миндалинах, скопление казеозных масс в лакунах.
  4. Инфекционные заболевания отличаются не только клинической симптоматикой, но и результатами лабораторных анализов.

Как отличить вирусную инфекцию от бактериальной? Эти патологии необходимо дифференцировать, поскольку для их лечения требуются абсолютно разные препараты.

Признаки, позволяющие различить болезни, вызванные бактериями и вирусами:

    Длительность течения — симптомы вирусной патологии проходят за неделю, а бактериальной сохраняются порой больше месяца.

зеленые сопли: признак бактериальной инфекции

Вирусы вызывают выработку бесцветного и жидкого секрета. Бактерии стимулируют синтез мутной желтоватой или зеленоватой густой слизи с прожилками крови и гнойными сгустками.

  • Температура тела при бактериальных заболеваниях повышается постепенно и редко достигает фебрильных значений. Вирусы вызывают резкий подъем температуры до 39-40 градусов, которая постепенно снижается.
  • Бактериальные патологии развиваются медленно и формируют в определенной зоне очаг поражения, который можно обнаружить во время диагностического обследования. Микроорганизмы поражают конкретные органы и системы. Общее ухудшение состояния возникает только в запущенных случаях. Вирусная инфекция проявляется сразу и ярко, поражая весь организм без четкой локализации процесса.
  • Инкубационный период бакинфекции длится 1-2 недели, а вирусного заболевания — несколько часов, максимум — сутки. Продромальный период вирусной инфекции ярко выражен и продолжается сутки, у бактериальной он проходит незаметно.
  • Лабораторные признаки вирусов: лейкопения, лимфоцитоз, моноцитоз, бактерий – нейтрофилез.
  • С помощью микробиологического исследования биоматериала от больного можно обнаружить только возбудителя бактериальной инфекции. Для выявления вирусов необходимы особые лабораторные условия. Их культивируют в куриных эмбрионах, культуре клеток, организме лабораторных животных.
  • Бактериальные инфекции вылечить можно только антибиотиками. При ОРВИ они не помогут. Здесь необходимы противовирусные препараты и иммуномодуляторы.
  • Знать признаки бактериальной инфекции должен каждый. Заболевания, спровоцированные опасными бактериями, могут привести к печальным последствиям.

    Симптоматика

    Клиническая картина бактериальных заболеваний отличается полиморфизмом. Появление конкретных симптомов зависит от вида возбудителя, локализации очага поражения, состояния макроорганизма и степени тяжести патологии. В развитии инфекционного процесса бактериальной этиологии выделяют несколько периодов: инкубационный, продромальный, основных проявлений, выздоровление.

    1. При бактериальных инфекциях длительность инкубации варьируется в широких пределах: одни бактерии размножаются быстро, другим требуется для адаптации несколько дней. Инфицированный человек чувствует себя удовлетворительно и не подозревает о том, что болен. В это время он еще не заразен и не опасен для окружающих. В сыворотке больного антител нет, иммунная система еще не отреагировала на инфекцию.
    2. Продрома — непостоянный признак инфекции. В тяжелых случаях она может отсутствовать. Этот период характеризуется не только интенсивным размножением бактерий в месте локализации, но и продукцией соответствующих токсинов, инвазией в ткани. У больных появляются неспецифические признаки воспаления. К ним относятся: лихорадка или субфебрилитет, недомогание, отсутствие аппетита, вялость, цефалгия. Длится продрома в среднем двое или трое суток. В отдельных случаях она затягивается на 10 дней.
    3. Период разгара болезни отличается появлением характерных симптомов, зависящих от расположения патологического очага. Острые кишечные инфекции проявляются интоксикацией, отсутствием аппетита, налетом на языке, абдоминальной болью, диспепсическими явлениями — рвотой, тошнотой, метеоризмом, поносом. К симптомам респираторных инфекций относятся: ринорея, заложенность носа, першение и боль в горле, сухой или влажный кашель, хрипы, одышка. ИППП имеют следующие признаки: обильные выделения из влагалища или уретры с неприятным запахом, зуд и жжение в паху, болезненное и учащенное мочеиспускание, боль при половом сношении. У детей любая бактериальная инфекция протекает тяжелее, чем у взрослых. Чем меньше ребенок, тем сильнее выражены признаки интоксикации. У малышей температура повышается до 38,5 градусов и выше. Жар сопровождается сотрясающим ознобом, слабостью, отказом от еды, беспокойством, судорогами. В период основных проявлений возбудитель активно размножается, выделяет в кровь токсины и ферменты, которые, накапливаясь, становятся причиной инфекционно-токсического шока.
    4. Реконвалесценция или выздоровление — период угасания болезни, характеризующийся восстановлением деятельности всех органов. У больных исчезают клинические проявления инфекции. Возбудитель и токсины нейтрализуются и выводятся из организма. В период выздоровления формируется иммунитет.

    Бактериальная инфекция может протекать бессимптомно. Микробы попадают в организм человека, но не сразу вызывают развитие заболевания. Человек при этом является бактерионосителем. Носительство инфекции может сохраняться долгие годы. Под воздействием провоцирующих факторов бактерии активизируются. Стресс, переохлаждение, иммунодефицит могут спровоцировать развитие острого инфекционного воспаления.

    Читайте также:  Какие льготные лекарства положены детям бесплатно до 3 лет - список бесплатных лекарств для детей

    Диагностические мероприятия

    Диагностика бактериальных инфекций основывается на результатах лабораторных испытаний. Врач после опроса и осмотра пациента назначает дополнительные исследования. Чтобы дифференцировать бактериальное и вирусное поражение, а также определить возбудителя инфекции, следует сдать определенные анализы. Их результаты необходимы для постановки окончательного диагноза и назначения соответствующей терапии.

    Неспецифические методы лабораторной диагностики:

    • В гемограмме обнаруживают признаки бактериальной инфекции — лейкоцитоз, увеличение числа палочкоядерных нейтрофилов, подъем СОЭ.
    • Анализ мочи — определение признаков поражения органов мочевыделения бактериями и степени выраженности интоксикации. В моче обнаруживают следы белка при длительной лихорадке.

    Культуральный и серологический методы:

    1. Прямая микроскопия — приготовление мазка из материала, его окраска, фиксация и изучение под микроскопом. Этот метод позволяет быстро сориентироваться в этиологии процесса. Материалом для исследования являются биологические жидкости организма: кровь, моча, ликвор, отделяемое зева и носа, вагинальный или шеечный соскоб, синовиальная жидкость, слюна.
    2. Бактериологическое исследование биоматериала от больного на микрофлору — выделение и полная идентификация бактерий с определением их чувствительности к антибиотикам и бактериофагам. Мокроту, гной, мазок из зева засевают на специальные дифференциально-диагностические среды. Чашки с посевами инкубируют. После получения чистой культуры определяют морфологические, тинкториальные, биохимические и культуральные свойства бактерий. В заключении ставят антибиотикограмму. Это очень важный этап диагностики, позволяющий врачам-клиницистам назначить грамотную и корректную антибиотикотерапию. Рутинное микробиологическое исследование быстрорастущих бактерий длится 48–72 часа, а медленнорастущих — 10–14 дней.
    3. Серология — выявление в крови больного антител или антигенов бактерий путем связывания их со специфическими антигенами или антителами. Результат анализа — определение титра антител различных классов: IgM, IgG, IgA. В настоящее время в лаборатории ставят реакции гемагглютинации, связывания комплемента, иммунофлюоресценции, иммуноферментный анализ. С их помощью можно быстро установить диагноз и оценить динамику процесса.
    4. Полимеразная цепная реакция — экспресс-метод, позволяющий быстро и точно обнаружить генетический материал бактерии в испытуемом образце. ПЦР является самым надежным критерием идентификации.

    Видео: как по анализу крови определить вирусная или бактериальная инфекция у ребёнка? – Доктор Комаровский

    Лечение

    Лечение бактериальных инфекций направлено на ликвидацию причины, детоксикацию организма, восстановление функций пораженных органов, устранение симптомов и облегчение общего состояния. Больным проводят этиотропную, патогенетическую и симптоматическую терапию.

    Бактериальную инфекцию не побороть без антибиотиков. Специалисты выбирают препараты эмпирическим путем — из собственного опыта или по результатам антибиотикограммы. Все противомикробные средства делятся на три группы:

    • Антибиотики широкого спектра действия — эффективны в отношении разных видов бактерий. Их назначают в тех случаях, когда специалист точно не знает род и вид возбудителя. Наиболее популярные препараты данной группы: пенициллины «Амоксициллин», макролиды «Азитромицин», цефалоспорины «Цефалексин», фторхинолоны «Ципрофлоксацин».
    • Антибиотики среднего спектра — уничтожают бактерии одной группы. Препаратами этого класса являются «Бацитрацин», «Пенициллин».
    • Антибиотики узкого спектра направлены на борьбу с определенным видом бактерий – полимиксины.

    Когда выделен возбудитель инфекции и определена его чувствительность к антибиотикам, лечение проходит намного легче и эффективней.

    Бактерии быстро приспосабливаются к изменяющимся условиям среды, в том числе и к антибиотикам. Их лечебное действие слабеет благодаря мутации микроорганизмов. Чтобы подобрать новый, более эффективный препарат, требуется много времени.

    Антибиотики выпускают в различных лекарственных формах — таблетированной, инъекционной, в виде суспензии для детей. Одни препараты оказывают бактериостатическое действие – задерживает рост бактерий, другие — бактерицидное, уничтожая микробы.

    Противомикробные средства могут вызывать аллергические реакции и расстройства пищеварения. Их назначением должен заниматься исключительно лечащий врач после получения результатов диагностики.

    Вместе с антибиотиками больным необходимо принимать пре- и пробиотики – «Линекс», «Аципол», «Бифиформ». Эти препараты восстанавливают микрофлору кишечника и не допускают развития дисбактериоза.

    Симптоматическая терапия бактериальных инфекций проводится по медицинским показаниям и определяется локализацией очага поражения. Больным назначают:

    1. НПВС от жара и головной боли – «Нурофен», «Ибупрофен», «Диклофенак».
    2. Дезинтоксикационные средства — солевой раствор «Регидрон», энтеросорбенты «Полисорб», «Энтерол».
    3. Муколитические и отхаркивающие средства – «Амброксол», «Бромгексин».
    4. Местные антисептики при ангине — спрей «Мирамистин», раствор «Хлорофиллипт», леденцы «Стрепсилс».
    5. Поливитаминные комплексы и средства для укрепления иммунитета ускоряют процессы выздоровления и восстановления утраченных функций организма.

    Медикаментозная терапия должна сочетаться с изменением привычного питания и образа жизни. Больным необходимо исключить из рациона соленую, острую и жирную пищу, отказаться от алкоголя и курения, бороться с гиподинамией, укреплять иммунитет. При кишечных инфекциях следует соблюдать лечебную диету.

    Профилактические меры

    Чтобы избежать развития бактериальной инфекции, необходимо соблюдать простые правила:

    • Не переохлаждаться,
    • Закаляться,
    • Соблюдать личную гигиену,
    • Правильно питаться,
    • Принимать витамины,
    • Ставить прививки по Национальному календарю,
    • Ежегодно вакцинироваться от гриппа,
    • Убирать и проветривать помещение,
    • Избегать беспорядочных половых связей,
    • Защищать организма от стресса.

    Если лечение было назначено правильно, и пациент соблюдал все врачебные рекомендации, бактериальные инфекции заканчиваются благоприятно. В большинстве случаев больные полностью выздоравливают без осложнений и серьезных последствий для организма.

    Видео: когда нужны антибиотики? – Доктор Комаровский

    Как действует бактериофаг

    В конце ХХ века стало ясно, что бактерии безусловно доминируют в биосфере Земли, составляя более 90% ее биомассы. У каждого вида имеется множество специализированных типов вирусов. По предварительным оценкам, число видов бактериофагов составляет около 1015. Чтобы понять масштаб этой цифры, можно сказать, что если каждый человек на Земле будет каждый день открывать по одному новому бактериофагу, то на описание всех их понадобится 30 лет. Таким образом, бактериофаги — самые малоизученные существа в нашей биосфере. Большинство известных сегодня бактериофагов принадлежит к отряду Caudovirales — хвостатые вирусы. Их частицы имеют размер от 50 до 200 нм. Хвост разной длины и формы обеспечивает присоединение вируса к поверхности бактерии-хозяина, головка (капсид) служит хранилищем для генома. Геномная ДНК кодирует структурные белки, формирующие «тело» бактериофага, и белки, которые обеспечивают размножение фага внутри клетки в процессе инфекции. Можно сказать, что бактериофаг — это природный высокотехнологичный нанообъект. Например, хвосты фагов представляют собой «молекулярный шприц», который протыкает стенку бактерии и, сокращаясь, впрыскивает свою ДНК внутрь клетки.

    Как действует бактериофаг Бактериофаги для размножения используют аппарат бактериальной клетки, «перепрограммируя» его на производство новых копий вирусов. Последний этап этого процесса — лизис, уничтожение бактерии и освобождение новых бактериофагов.

    С этого момента начинается инфекционный цикл. Его дальнейшие этапы состоят из переключения механизмов жизнедеятельности бактерии на обслуживание бактериофага, размножение его генома, построение множества копий вирусных оболочек, упаковки в них ДНК вируса и, наконец, разрушение (лизис) хозяйской клетки. У каждого этапа существует множество нюансов, имеющих глубокий эволюционный и экологический смысл. Ведь бактерии и их вирусные паразиты сосуществуют сотни миллионов, если не миллиарды лет. И эта борьба за выживание не закончилась ни тотальным уничтожением одноклеточных, ни приобретением тотальной устойчивости к фагам и бесконтрольным размножением бактерий. Помимо постоянного эволюционного соревнования механизмов защиты у бактерий и нападения у вирусов, причиной сложившегося равновесия можно считать и то, что бактериофаги специализировались по своему инфекционному действию. Если имеется крупная колония бактерий, где своих жертв найдут и следующие поколения фагов, то уничтожение бактерий литическими (убивающими, дословно — растворяющими) фагами идет быстро и непрерывно. Если потенциальных жертв маловато или внешние условия не слишком подходят для эффективного размножения фагов, то преимущество получают фаги с лизогенным циклом развития. В этом случае после внедрения внутрь бактерии ДНК фага не сразу запускает механизм инфекции, а до поры до времени существует внутри клетки в пассивном состоянии, зачастую внедряясь в бактериальный геном. В таком состоянии профага вирус может существовать долго, проходя вместе с хромосомой бактерии циклы деления клетки. И лишь когда бактерия попадает в благоприятную для размножения среду, активируется литический цикл инфекции. При этом, когда ДНК фага освобождается из бактериальной хромосомы, часто захватываются и соседние участки бактериального генома, а их содержимое в дальнейшем может перенестись в следующую бактерию, которую заразит бактериофаг. Этот процесс (трансдукция генов) считается важнейшим средством переноса информации между прокариотами — организмами без клеточных ядер.

    Фотография, сделанная с помощью электронного микроскопа, показывает процесс закрепления бактериофагов (колифагов T1) на поверхности бактерии E. coli.

    Все эти молекулярные тонкости не были известны во втором десятилетии ХХ века, когда были открыты «невидимые инфекционные агенты, уничтожающие бактерий». Но и без электронного микроскопа, с помощью которого в конце 1940-х впервые удалось получить изображения бактериофагов, было понятно, что они способны уничтожать бактерии, в том числе и болезнетворные. Это свойство было незамедлительно востребовано медициной. Первые попытки лечения фагами дизентерии, раневых инфекций, холеры, тифа и даже чумы были проведены достаточно аккуратно, и успех выглядел вполне убедительно. Но после начала массового выпуска и использования фаговых препаратов эйфория сменилась разочарованием. О том, что такое бактериофаги, как производить, очищать и применять их лекарственные формы, было известно еще очень мало. Достаточно сказать, что по результатам предпринятой в США в конце 1920-х годов проверки во многих промышленных фагопрепаратах собственно бактериофагов вообще не оказалось.

    Вирусная атака

    Проблема с антибиотиками

    Вторую половину ХХ века в медицине можно назвать «эрой антибиотиков». Однако еще первооткрыватель пенициллина Александр Флеминг в своей нобелевской лекции предупреждал, что устойчивость микробов к пенициллину возникает довольно быстро. До поры до времени антибиотикоустойчивость компенсировалась разработкой новых типов противомикробных лекарств. Но с 1990-х годов стало ясно, что человечество проигрывает «гонку вооружений» против микробов. Виновато прежде всего бесконтрольное применение антибиотиков не только в лечебных, но и в профилактических целях, причем не только в медицине, но и в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и быту. В результате устойчивость к этим препаратам начала вырабатываться не только у болезнетворных бактерий, но и у самых обычных микроорганизмов, живущих в почве и воде, делая из них «условных патогенов». Такие бактерии комфортно существуют в медицинских учреждениях, заселяя сантехнику, мебель, медицинскую аппаратуру, порой даже дезинфицирующие растворы. У людей с ослабленным иммунитетом, каких в больницах большинство, они вызывают тяжелейшие осложнения.

    Правда о фаготерапии, или памятка врачу и пациенту

    Первые клинические эксперименты с бактериофагами начались сто лет назад, и казалось, что этот новый метод терапии обречен на успех: с научной точки зрения он выглядел безупречным, и результаты применения выглядели многообещающими.

    Почему же в последующие десятилетия интерес к терапевтическому применению бактериофагов в мире упал? Почему он возник вновь, и почему эта замечательная идея до сих пор не реализована в полной мере? И практические врачи, и их пациенты сегодня должны четко представлять не только суть, но и все сильные и слабые стороны этого перспективного вида терапии

    Бактериофаги – это не обычные лекарства. Они не являются простыми химическими веществами, как антибиотики и большинство других препаратов, но их вряд ли можно считать и полноценными живыми организмами, так как они, как и все остальные вирусы, могут размножаться только в клетке-хозяине. По сути, это нанороботы с генетической программой, способные проникнуть внутрь бактериальной клетки и там размножиться, разрушив ее.

    Поэтому к бактериофагам не всегда применимы стандартные для фармакологии нормы и подходы. И хотя фаговые препараты сегодня производятся и используются в медицине, наши знания о многообразии этих вирусов, механизмах их взаимодействия с бактериями и конкуренции с себе подобными пока недостаточны, чтобы в полной мере использовать их мощный терапевтический потенциал.

    Безопасно и эффективно

    Фаготерапия родилась едва ли не сразу после открытия самих бактериофагов, однако широкие испытания этих противобактериальных средств начали проводиться в СССР только в конце 1930-х гг. В результате была доказана эффективность препаратов бактериофагов как профилактического средства при борьбе с эпидемиями дизентерии и холеры, а использование их при лечении ран и гнойно-воспалительных процессов показало их потенциал как альтернативы антибиотикам.

    Однако результаты исследований тех времен были зачастую противоречивы: иногда фаги сразу подавляли развитие инфекционных процессов, но иногда оказывались бесполезными. Специалисты сразу поняли, в чем причина: лечение было успешным лишь тогда, когда использовались фаги, способные инфицировать именно тот бактериальный штамм, который и вызвал заболевание. Поэтому при возникновении эпидемии требовалось выделить инфекционный агент, проверить на нем имеющиеся фаговые препараты и запустить в производство в качестве препарата наиболее эффективный бактериофаг.

    К сожалению, результаты подобных исследований, проводившихся в СССР, не были должным образом документированы и описаны в научной литературе, к тому же они проводились по схемам, не соответствующим принятым на сегодня протоколам клинических испытаний. Тем не менее главные результаты этой работы были бесспорны: фаги доказали свою безопасность и высокую эффективность в реальных условиях и с тех пор используются в нашей стране в клинической практике наряду с обычными лекарственными средствами.

    С появлением антибиотиков интерес к фагам на Западе был утрачен, но после появления антибиотикоустойчивых штаммов бактерий в разных странах начали разрабатывать фаговые препараты и проводить испытания, которые, по сути, повторяли исследования, уже проведенные в СССР. Результаты этих работ вновь подтвердили безопасность препаратов бактериофагов, что, в частности, отметило и Управление по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (FDA).

    В Великобритании успешно проведены эксперименты по лечению бактериофагами хронического отита, вызванного нечувствительной к антибиотикам синегнойной палочкой Pseudomonas aeruginosa, а в рамках проекта Phagoburn семь медицинских центров Франции, Бельгии и Швейцарии проводят клинические испытания коктейля фагов для предотвращения инфекций при ожогах. Об испытаниях собственных оригинальных коктейлей фагов для лечения широкого спектра заболеваний сообщает и ряд американских фирм (Intralytix, Enbiotix, AmpliPhi). Правда ни одно из этих масштабных клинических испытаний пока не доведено до конца.

    Что такое «медицинский бактериофаг»?

    В России препараты бактериофагов можно приобрести в обычной аптеке. Но при этом нужно понимать, что в отличие от других лекарств с точной химической формулой и концентрацией действующих компонентов препарат бактериофага представляет собой нестандартный раствор, содержащий живые вирусные частицы. Даже препарат с одним и тем же названием, но произведенный на разных предприятиях или в разное время, может содержать отличающиеся комбинации и (или) пропорции фагов.

    Все эти различия обусловлены самой спецификой процедуры отбора фагов и их производства. Бактериофаги отбирают по способности лизировать конкретный изолят бактерии, затем смесь фагов выращивают на заданной бактериальной культуре, а потом «запускают» в производство, где бактериофаги размножают уже в больших емкостях-ферментерах с использованием «производственных» штаммов бактерий.

    В результате получается препарат, который убивает вполне определенный бактериальный штамм. Например, «бактериофаг синегнойный» содержит фаги, которые поражают синегнойную палочку P. aeruginosa, но сколько и каких фагов находится в конкретном препарате, какие именно штаммы синегнойной палочки он способен поражать и подойдет ли он конкретному пациенту лечащему врачу не известно. Если больной заразился тем же штаммом, на котором выращивали фаг, препарат сработает на «отлично». В ином случае можно надеяться лишь на многокомпонентность фагового коктейля – хорошо, если в нем окажется бактериофаг, специфично действующий на патоген.

    Поэтому покупать препарат бактериофага, чтобы лечиться самостоятельно, не стоит. Назначить лечение и выбрать лекарство должен специалист. Спектр заболеваний, которые можно лечить бактериофагами широк: трофические язвы, ожоговые и раневые инфекции, инфекции органов дыхания, мочеполовой системы и желудочно-кишечного тракта, остеомиелит и т. п. Возбудителями болезней во всех этих случаях служат такие печально известные бактерии, как золотистый стафилококк, включая лекарственно устойчивые штаммы, синегнойная палочка, патогенные формы кишечной палочки, сальмонеллы, протеи, стрептококки и др. В принципе в природе можно найти бактериофаг против любой бактерии, включая возбудителей чумы и сибирской язвы. Можно применять бактериофаги и для профилактики бактериальных инфекционных болезней, например, они были успешно использованы в детских садах и школах для предотвращения эпидемии дизентерии.

    Читайте также:  Что подарить девочке на 2 года на день рождения - идеи подарков, в том числе сделанных своими руками

    Препараты бактериофагов используют либо местно, непосредственно в очаге поражения, либо принимают внутрь. В рекламных изданиях утверждается, что фаги способны распространяться в организме человека и проникать из желудка в кровоток, но четких и однозначных научных подтверждений этого пока нет. Напомним, что за словами «препарат бактериофага» скрываются очень различающиеся между собой вирусы бактерий, и их судьба в организме может также сильно различаться.

    В ряде случаев фагам трудно добраться до своих «жертв». Например, возбудители туберкулеза находятся внутри клеток самого организма, куда фаги не могут проникнуть, а ряд бактерий формируют биопленки, непроницаемые не только для фагов, но и для антибиотиков. В этом случае дополнительно используют ферменты, разрушающие биопленки, которые могут продуцироваться специально сконструированными фагами.

    В инфицированном организме фаги размножаются, пока не погибнет большинство чувствительных к ним бактериальных клеток. Окончательное выздоровление больного, в организме которого произошла «битва» бактериофагов с бактериями, наступит, когда в полную силу заработает иммунная система, которая будет защищать человека еще долгое время независимо от присутствия патогена.

    Кстати сказать, благодаря своей специфичности фаги не убивают «хорошие» микроорганизмы, т. е. в отличие от антибиотиков, не нарушают микробиом человека. На сегодня известно, что нарушение кишечной микрофлоры может приводить к тяжелым последствиям, от проблем с желудочно-кишечным трактом до аллергий и нарушений функций центральной нервной системы. Кроме того, бактериофаги не мешают применению других терапевтических средств и сами не повреждаются ими.

    Каждому – персональный «коктейль»

    Почему же бактериофаги пока не стали основным средством борьбы с инфекциями, а в социальных сетях пациенты жалуются на неудачные попытки лечения? Частично это объясняется использованием неадекватных препаратов. Десять лет назад множество «лечебных учреждений» рекламировали излечение от всех болезней препаратами «стволовых клеток», а сейчас не менее активно рекламируются экстракты из «бактерий, выделенных из вечной мерзлоты» и «препараты на основе бактериофагов», в которых сами фаги обнаружить не удается. Покупая препарат, нужно быть уверенным в том, что его изготовил надежный производитель.

    Основная же и главная причина неудач – неумелый подбор фагов для лечения конкретных пациентов. Каждый конкретный фаг эффективен против одного или максимум нескольких штаммов бактерий, а у разных пациентов схожая по внешнему проявлению инфекция, например, ангина может быть вызвана разными штаммами стрептококка. Чтобы вылечить больного, необходимо выделить культуру патогена и протестировать ее на чувствительность к конкретным фагам. То есть терапия бактериофагами должна проводиться с использованием принципов персонализированной медицины, к чему современная медицина практически не готова.

    На пути к персонализированной Фаготерапии

    Опыт СССР, Грузии и Польши показал, что для успешного применения бактериофагов нужны не только клиника, но и производственно-лабораторный участок, располагающий коллекцией фагов и специалистами, способными идентифицировать бактерии, подбирать и выделять бактериофаги для конкретного пациента.

    Но в таком случае имеет ли смысл масштабное производство фаговых препаратов? Ответ – да, потому что проблема узкой специфичности фагов частично решается производством фаговых коктейлей из нескольких (иногда десятков) разных фагов, поражающих разные штаммы целевого возбудителя. Ведь подобрать для больного нужный фаговый коктейль быстрее и проще, чем тестировать отдельные фаги из большой коллекции.

    И все же не надо думать, что бактериофаги полностью заменят антибиотики – эти препараты дополняют друг друга, и применяться они должны в разных ситуациях. Когда больной находится в тяжелом состоянии, и есть уверенность, что причиной служит бактериальная инфекция, времени на эксперименты и подбор препаратов нет. Единственно правильное решение в этой ситуации – антибиотик широкого спектра действия.

    Но в ситуации хронической инфекции или инфекции, вызванной бактериями со множественной устойчивостью к антибиотикам, предпочтение следует отдавать бактериофагу. В случае таких затяжных болезней, как отит, у врача есть время, чтобы использовать фаговый коктейль или специально подобрать фаг. Или же, когда после операции больной поражается антибиотикоустойчивым бактериальным штаммом, и его состояние быстро ухудшается, фаготерапия может стать единственным спасением.

    Богатый опыт применения бактериофагов в клинической практике, накопленный за последние сто лет, свидетельствует о перспективности фаговых медицинских технологий. Дальнейшая работа специалистов из множества компаний, работающих сегодня в этой области, и применение методов синтетической биологии обязательно приведут к созданию препаратов с несравненно большей эффективностью по сравнению с современными фаговыми коктейлями.

    Однако имеется ряд причин, не связанных с наукой, которые тормозят прогресс создания и производства «медицинских» бактериофагов. Дело в том, что вирусы бактерий легко и просто размножить, что открывает широкие возможность контрафактного производства, ущемляющего экономические интересы добросовестного производителя. Пока не решен и вопрос о том, какие требования должны предъявляться к фагам как к терапевтическим препаратам. Ясно, что они должны отличаться от требований к синтетическим лекарственным веществам. Геномы бактериофагов разнообразны, а при персонализированном подходе они вообще должны подбираться индивидуально.

    Тем не менее, биотехнологи, также как ученые и медики, надеются, что безвредные и эффективные препараты все же займут свое законное место в арсенале терапии инфекционных заболеваний.

    Алешкин А. В. Бактериофаги в инфекционной патологии: прошлое, настоящее и будущее // Лекции по исследованию и применению бактериофагов. 2016. Ульяновск. С. 11—51.

    Бактериофаги: биология и применение. 2012. М: «Научный мир». Ред.: Э. Каттер и А. Сулаквелидзе.

    Козлова Ю. Н., Репин В.Е., Анищенко В.В., Власов В.В. и др. Штамм бактериофага Pseudomonas aeruginosa, используемый в качестве основы для приготовления асептического средства против синегнойной палочки. // Патент РФ №2455355. 2012.

    Козлова Ю. Н., Морозова В. В., Тикунова Н. В. и др. Штамм бактериофага Staphylococcus aureus SA20, обеспечивающий разрушение биопленок, образуемых бактериями рода Staphylococcus // Патент РФ № 2565824. 2015.

    Морозова В. В., Козлова Ю. Н., Тикунова Н. В. и др. Штамм бактериофага Citrobacter freundii CF17, способный лизировать патогенные штаммы Citrobacter freundii // Патент РФ № 2565559. 2015.

    Тикунова Н. В., Морозова В. В. Фаговый дисплей на основе нитчатых бактериофагов: применение для отбора рекомбинантных антител // Аcta Naturae. 2009. № 3. С. 6—15.

    Тикунова Н. В. и Власов В. В. Бактериофаги – враги наших врагов // Наука из первых рук. 2013. № 2(50). С. 58—69.

    Покровская М. П. Каганова Л. С., Морозенко М. А. и др. Лечение ран бактериофагом. М.: НАРКОМЗДРАВ СССР, МЕДГИЗ. 1941. 57 с

    Górski A. et al. Phages targeting infected tissues: novel approach to phage therapy. // Future Microbiol. 2015. V. 10. P. 199—204.

    Międzybrodzki R. et al. Clinical aspects of phage therapy // Adv. Virus. Res. 2012. V. 83. P. 73—121.

    В публикации использованы иллюстрации из книги Лечение ран бактериофагом. М.: НАРКОМЗДРАВ СССР, МЕДГИЗ. 1941. 57 с.

    Препараты на основе бактериофагов

    Справиться с болезнями человеку помогают не только химические или природные препараты, но и живые микроорганизмы, которые включают в состав лекарств. Среди них есть бактериофаги, виды и назначение которых будут рассмотрены этой статье.

    Бактериофаги как враги патогенной микрофлоры

    По своей природе бактериофаг относится к вирусам и ведет себя соответственно. Это неклеточная форма жизни, которая во внешней среде имеет вид неживых кристаллов. Внутриклеточный паразит, который попадая на поверхность бактериальной клетки, «впрыскивает» в нее свою РНК, растворяя клеточную оболочку. Бактерия начинает продуцировать несвойственный ей наследственный материал вируса, из которого идет сборка новой вирусной частицы.

    Вскоре вновь образованные бактериофаги (100-200 шт.) покидают пораженную клетку, разрывая ее и вызывая гибель. Не случайно «бактериофаг» в переводе – это «пожиратель бактерий». После полного уничтожения «армии бактерий», бактериофаги заметны на протяжении 5 дней, а затем покидают организм.

    Разновидности и их классификация

    Вирусы в 100 раз мельче бактерий, что позволяет им быстро находить крупного потенциального врага. Классификация 15 вирусных семейств бактериофагов (bakteriohaqum), которые находятся под пристальным вниманием медицины, отличаются по строению генома и принципу действия на бактериальную клетку. По специфичности действия они подразделяются на:

    • контактирующие с конкретным видом бактерий (моновалентные);
    • уничтожающие определенный тип bacterium (типовые);
    • влияющие на несколько видов одновременно (поливалентные).

    Способ взаимодействия с бактериями также различается. При продуктивном подходе попавший в микроорганизм bakteriohaqum активно размножается, вызывая гибель клетки-хозяина. Интегративный вариант подразумевает включение ДНК фага в геном бактерии. При этом микроб слабеет, становится уязвимым и со временем погибает. При абортивном взаимодействии не происходит размножение фагов, и бактерия остается живой.

    Название наиболее часто используемых в лечении бактериофагов отражает их действие на конкретный микроорганизм или их видовое разнообразие; известны дизентерийный, стафилококковый, стрептококковый, синегнойный и другие виды фагов.

    Вирус и бактерия контактируют между собой и по типу контакта известны вирулентные фаги, которые быстро размножаются внутри клетки, приводя ее к быстрой гибели. Ко второй группе относятся умеренные бактериофаги, которые обладают лизогенным эффектом. Они действуют медленно, но верно, приводя к необратимым изменениям в первом и последующих поколениях микробов.

    Живые организмы в противовес антибиотикам

    Фаговая терапия рекомендуется лицам с аллергией на антибиотики, показана при беременности и не вызывает нарушение эмбрионального развития плода. Вakteriohaqum составляют достойную конкуренцию антибиотикам. Цель приема антибиотиков и бактериофагов совпадает, но неклеточная форма жизни обладает рядом преимуществ:

    1. Оказывают положительное влияние на состояние местного иммунитета, не разрушая этот защитный барьер.
    2. Проникают вглубь организма и действуют до тех пор, пока не уничтожат болезнетворную микрофлору. Происходит избирательное уничтожение: полезных микробов они не трогают.
    3. Возможно их использования параллельно с другими методами лечения. Доказано, что они усиливают действие антибиотиков.
    4. У фагов нет побочных эффектов. Уничтожив вредоносных бактерий, они исчезают.

    Но в микромире нет совершенства: bakteriohaqum воздействует на конкретный вид бактерии и не реагирует на других представителей царства микробов. К примеру, дизентерийный бактериофаг не способен уничтожить возбудителя брюшного тифа.

    Противопоказания к препаратам, созданным на основе фагов, не выявлены, но некоторые люди с недоверием относятся к искусственному введению в организм «живых агентов» и не понимают механизм их действия.

    Чтобы препарат с определенным фагом в составе действовал результативно, необходим бактериологический посев для подтверждения диагноза.

    На проверку бактерии, вызвавшей патологию, уходит 4-5 дней. Терапия длительная: чтобы уничтожить возбудителя заболевания лекарство принимают 1-2 недели. Для большей эффективности курсы повторяют 2-3 раза через небольшие промежутки времени.

    Показания к применению и способы введения

    Поскольку назначение бактериофагов – уничтожение патогенных микробов, то их активно включают в комплексную терапию при лечении ряда инфекционных заболеваний. Они способны побороться со следующими инфекциями:

    • хирургическими (абсцесс, ожоги, гнойные раны);
    • урогенитальными (цистит, пиелонефрит, кольпит);
    • энтеральными (холецистит, дисбактериоз кишечника, гастроэнтероколит);
    • ЛОР-заболеваниями (ангина, гайморит, отит);
    • болезнями органов дыхания (трахеит, бронхит, пневмония);

    Метод введения bakteriohaqum в организм зависит от локализации очага воспаления. Исходя из ситуации, препарат с фагом в составе применяется внутрь (перорально), в виде клизмы (ректально), в качестве примочек, орошений, полосканий (местно). Для большей эффективности сочетают внутреннее и наружное применение активных вирусов: например, одновременно в виде примочки и таблетки.

    При приеме таблетки важно сохранить целостность оболочки, которая обладает кислотоустойчивым покрытием; она проходит в желудок и попадает в ЖКТ, где бактериофаг «работает» с патогенной кишечной микрофлорой.

    Препараты с вирусами в составе не вводятся внутривенно или внутримышечно. Пить их несложно даже детям: они лишены вкуса и неприятного запаха. Появились препараты на основе бактериофагов в форме растворов, таблеток, гелей, аэрозолей, свечей. Биотехнологический метод лечения набирает обороты, защищая человека от опасных для жизни инфекций.

    Препараты содержащие бактериофаги

    Действие bakteriohaqum специфично, поэтому чаще всего используют комплексные препараты, в составе которых несколько вирусов, работающих на клеточном уровне.

    Таблица: «Препараты на основе бактериофагов, их действие»

    Препарат /бактериофаг/формасвойстваПрименение, дозировка
    Дизентерийный поливалентныйтаблетки, свечилизис грамотрицательных палочковидных бактерийв течение 5-7 суток, 2-4 раза в сутки по таблетке, исходя из возраста
    Сальмонеллезный жидкий или сухойтаблетки, растворуничтожение возбудителей сальмонеллезаПерорально до приема пищи 2-3 раза в день, детям – раствор через клизму
    Коли-протейный жидкийрастворлечит энтероколиты, кальпиты, вызывая лизис специфичных бактерий2-3 курсами по 5-7 дней, дважды в день перорально и 1 раз – с помощью клизмы
    Стафилококковыйраствор, мазь, свечилечит гнойные инфекции кожи, дисбактериозы, любые заболевания, вызванные инфекцией золотистого стафилококкаместно в виде орошений или примочек, введение внутрь с помощью клизмы или ректальных свечей на протяжении 5-7 дней
    Псевдомонас ауэрогиноза (синегнойный)растворлизис синегнойной палочки при нагноившихся ранах, абсцессах, плевритахместно в форме полосканий, орошений, примочек, тампонирования; подкожно – обкалывание очага поражение, введение во внутренние полости после эвакуации гноя
    Стрептококковыйрастворлизис стрептококковой инфекции при болезнях ушей, горла, носа, дыхательных путей, при гнойно-воспалительных процессах, любых стрептококковых инфекцийперорально и ректально, используется в виде аппликаций, орошений, введение в полость ран; дренирование полостей раствором препарата; ежедневно однократно или 2-3 раза в сутки
    Клебсиелл поливалентныйрастворгибель бактерий клебсиелл, которые вызывают гнойно-воспалительные заболевания (ЛОР-инфекции, ЖКТ, мочеполовой системы, инфицирование, требующее хирургического вмешательстваперорально, вагинально, ректально; местное воздействие примочками, орошением, тампонированием; принимать внутрь 3 раза в день, местную обработку проводить ежедневно

    Используются универсальные, поливалентные и моновалентные варианты, уничтожающие конкретных бактерий или их несколько разновидностей.

    Особенности приема

    Дозировка индивидуальна, она зависит от тяжести протекания болезни и возраста пациента. Например, принимать бактериофаг стафилококковый взрослому следует на протяжении 1-4 недель местно и перорально. Давать препарат ребенку следует по другой схеме, о чем есть указания в инструкции. Проявления болезней разные, поэтому как пить лекарство, полоскать горло, использовать его при жидком кале подскажет врач в ходе терапии.

    Препараты с бактериофагами назначаются грудничкам, детям и взрослым разных возрастных категорий. Прием внутрь и местное использование усиливают лечебный эффект и увеличивают шансы на выздоровление. Важно ранее лечение болезни, на начальных этапах оно более эффективно.

    Другие комплексные препараты

    Под определение комбинированных подходят препараты нового поколения, содержащие в своем составе несколько бактериофагов. Среди них:

    1. Интести – препарат универсального действия, который влияет на большинство опасных штаммов микроорганизмов. Его прием можно начинать с первых дней болезни, до начала бактериологического обследования.
    2. Бактериофаг клебсиелл поливалентный очищенный выпускается в жидком виде и обладает широким спектром действия. Уничтожая бактерии клебсиеллы, он действует на организменном уровне, спасая человека от множества инфекций.
    3. Фагодент попадает под определение многофункционального препарата. Он выпускается в виде геля и предназначен для лечения воспалений полости рта. В его составе – 77 бактериофагов, которые успешно справляются с любой опасной микрофлорой на слизистой ротовой полости.

    Если bakteriohaqum подобран правильно, то он будет действовать, пока не уничтожит возбудителей заболевания. Это его основная «пища», которая позволяет вирусу активно размножаться, увеличивая свою численность в геометрической прогрессии. При неправильном выборе лекарство не окажет никакого действия и это будет заметно спустя несколько дней после начала приема.

    Правильное использование препаратов

    Препараты на основе бактериофагов необычны, так как внутри содержатся живые частицы, поэтому так важно соблюдать правила их использования. Содержимое флакона на свету должно быть прозрачным и не содержать хлопьев или осадка. При появлении мути применять средство нельзя. Флакон желательно не открывать и хранить в холодильнике. При необходимости сделать прокол иглой и ввести в шприц содержимое в нужном количестве. После окончания срока годности применение бессмысленно.

    Лекарство на основе бактериофагов – новое слово в медицине. Это биологический метод лечения, который помогает избавиться от болезни путем уничтожения одних паразитов с помощью других. Биотехнологические лаборатории и производства создают новые комплексные «живые» лекарства, которые избавляют организм от инфекции без побочных эффектов.

    Поделись с друзьями

    Сделайте полезное дело, это не займет много времени

    Ссылка на основную публикацию