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病毒救人命,噬菌體療法的春天要來(lái)了嗎?

 造就Talk 2020-07-21

阿里·科達(dá)多斯特是康涅狄格州的一名眼科醫(yī)生,在他的胸腔被植入1億株病毒后,他的名字被記錄在醫(yī)學(xué)史中。

導(dǎo)語(yǔ):這是一名胸腔被植入1億株病毒的眼科醫(yī)生的抗菌史。他的親身經(jīng)歷告訴我們,病毒不僅可以致病,同時(shí)也可以救命。

道奇湖坐落在康涅狄格州東萊姆的郊區(qū),是新英格蘭地區(qū)的一個(gè)普通湖泊。湖中生活著藍(lán)鰓太陽(yáng)魚(yú)和灰西鯡,還有水蚤、藻類(lèi)和細(xì)菌等微型生物。

道奇湖中也有病毒,它們大多會(huì)感染湖里的細(xì)菌。但如今在這里,有一種名為OMKO1的病毒,卻在醫(yī)學(xué)史上贏得了一席之地。

阿里·科達(dá)多斯特的感染

今年早些時(shí)候,醫(yī)生們?cè)谝淮卧囼?yàn)性的治療中,將1億株OMKO1病毒植入一名男子的胸腔,以此挽救他的生命。

最近,我采訪了該男子。他的名字叫阿里·科達(dá)多斯特(Ali Khodadoust),是一名在紐黑文工作的眼科醫(yī)生,其所在城市位于道奇湖以西40英里。

當(dāng)我來(lái)到科達(dá)多斯特的候診室時(shí),他正跟秘書(shū)一起查看文件,他那蓬亂花白的發(fā)色簡(jiǎn)直和身上的白大褂有得一拼。見(jiàn)我到來(lái),便帶我去他的辦公室??七_(dá)多斯特走得非常緩慢且小心翼翼。他坦承道:“我隨時(shí)可能會(huì)倒下來(lái)。”

是的,如果我已80高齡,并跟一場(chǎng)致命的細(xì)菌感染抗?fàn)幜苏?年,我也可能隨時(shí)會(huì)倒下。但目前看來(lái),科達(dá)多斯特的健康狀況還不賴——至少可以安全無(wú)虞地接受這兩小時(shí)關(guān)于OMKO1病毒、他本人的病情、角膜移植等話題的采訪。

在交談過(guò)程中,科達(dá)多斯特會(huì)不時(shí)從椅子上小心翼翼地站起來(lái),帶我去看他一張張裝裱后掛在門(mén)廳墻上的泛黃照片——它們按照時(shí)間順序記錄了科達(dá)多斯特在約翰·霍普金斯大學(xué)(Johns Hopkins)和耶魯大學(xué)(Yale)所做的工作,以及他在伊朗城市設(shè)拉子的活動(dòng)(他出生在那里,并曾回去創(chuàng)辦了一家眼科醫(yī)院)。

2012年,這些記錄戛然而止。那一年,科達(dá)多斯特在一次繁忙的手術(shù)日之后進(jìn)行慢跑鍛煉時(shí),感到輕微的呼吸急促。聯(lián)想到自己的兩個(gè)兄弟都有心臟病發(fā)作史,他就去醫(yī)院做了個(gè)檢查,發(fā)現(xiàn)確實(shí)心臟出了些問(wèn)題,需要接受治療。

于是,科達(dá)多斯特接受了心臟搭橋手術(shù),手術(shù)進(jìn)行得很順利,術(shù)后不久他便回家休養(yǎng)了。

但事情很快急轉(zhuǎn)直下。不到48小時(shí),他出現(xiàn)了嚴(yán)重的高燒,不得不趕回醫(yī)院再次接受治療。醫(yī)生打開(kāi)他的胸腔時(shí)發(fā)現(xiàn),細(xì)菌感染已經(jīng)破壞了他的胸骨,他的胸腔里滿是血液和膿水。

耶魯紐黑文醫(yī)院(Yale New Haven Hospital)的外科醫(yī)生迪帕克·納拉揚(yáng)(Deepak Narayan)查看了科達(dá)多斯特胸腔的情況,他看出了癥結(jié)所在??七_(dá)多斯特的主動(dòng)脈上有一塊苔綠色的斑點(diǎn),那是一種名為銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的細(xì)菌感染。納拉揚(yáng)說(shuō):“這種細(xì)菌很常見(jiàn),只要看一眼就會(huì)知道它是什么。”

納拉揚(yáng)和其他醫(yī)生顧不上考慮治療科達(dá)多斯特細(xì)菌感染的問(wèn)題,只能先保住他的性命。

“生病遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能形容他的情況,他的心臟竟然在手術(shù)臺(tái)上破裂了,”納拉揚(yáng)說(shuō)道。他和同事用一塊肺部組織修補(bǔ)了科達(dá)多斯特的心臟,然后對(duì)其胸腔進(jìn)行了排干和清理。在做完這些之后,他們又從科達(dá)多斯特的腹部取下一片脂肪膜,用以保護(hù)他的心臟。再接著,他們用肌肉和皮膚補(bǔ)上了受損胸骨的缺口。

他們覺(jué)得科達(dá)多斯特活不了多久了。

當(dāng)科達(dá)多斯特回想起那個(gè)時(shí)候,他只記得自己身處一片黑暗當(dāng)中。他回憶道,一根根細(xì)細(xì)的線從我身上延伸出去,仿佛無(wú)窮無(wú)盡。

“這樣的人生沒(méi)有意義”

科達(dá)多斯特挺過(guò)了手術(shù)。但現(xiàn)在,納拉揚(yáng)和其他醫(yī)生還必須想辦法去對(duì)付那些要命的細(xì)菌感染。

銅綠假單胞菌對(duì)健康的人來(lái)說(shuō)是無(wú)害的,但它對(duì)免疫力虛弱的人來(lái)說(shuō)卻足以致命。而用來(lái)修補(bǔ)科達(dá)多斯特主動(dòng)脈的塑料網(wǎng)上可能就存在這種細(xì)菌。

納拉揚(yáng)及同事開(kāi)出了大劑量抗生素的處方,以期消滅銅綠假單胞菌感染。但這種細(xì)菌很快發(fā)展出了耐藥性,無(wú)法通過(guò)抗生素根除。

與此同時(shí),科達(dá)多斯特的身體讓事情變得更加糟糕。出于對(duì)細(xì)菌感染的反應(yīng),科達(dá)多斯特的身體出現(xiàn)了一種名為瘺管的管狀空腔,即他的胸腔表面出現(xiàn)了一個(gè)孔。這里也迅速地被銅綠假單胞菌占領(lǐng)。

在醫(yī)院接受了為期3個(gè)月的抗生素治療后,科達(dá)多斯特被允許出院回家。由于仍然有著嚴(yán)重的感染,他不得不在胸口保留一個(gè)靜脈輸液接口(IV port),每天3次進(jìn)行大劑量的抗生素給藥以抑制細(xì)菌。

然而,這些細(xì)菌還是會(huì)時(shí)不時(shí)掙脫藥物的控制,讓科達(dá)多斯特出現(xiàn)敗血癥,他只能回到醫(yī)院接受更加激進(jìn)的治療。

納拉揚(yáng)及其同事排除了做更多手術(shù)的可能,如果他們?cè)噲D取出受感染的塑料網(wǎng)或閉合瘺管,細(xì)菌感染可能會(huì)擴(kuò)散到更大的范圍,并導(dǎo)致科達(dá)多斯特丟掉性命。

“他們不敢碰我,”科達(dá)多斯特說(shuō),“我不怪他們?!?/span>

科達(dá)多斯特陷入了一種痛苦的醫(yī)療困境當(dāng)中。“一根管子連在胸口,每隔8小時(shí)就要輸入8克的抗生素,這樣的人生沒(méi)有意義,”他說(shuō),“這不是生活?!?/span>

治療細(xì)菌感染的轉(zhuǎn)機(jī)

這個(gè)時(shí)候,一位年輕的科學(xué)家本杰明·陳(Benjamin Chan)出現(xiàn)了。他去拜訪了納拉揚(yáng),并詢問(wèn)對(duì)方是否愿意嘗試一種抗感染的試驗(yàn)性病毒療法。陳認(rèn)為,這個(gè)法子或許能夠殺死讓抗生素束手無(wú)策的細(xì)菌。

陳并非第一位有此想法的科學(xué)家。這種能夠殺死細(xì)菌的病毒名為噬菌體,早在一個(gè)世紀(jì)之前就被人們發(fā)現(xiàn)了。

噬菌體是病毒的一種,其特別之處是專以細(xì)菌為宿主。一旦離開(kāi)了宿主細(xì)胞,噬菌體既不能生長(zhǎng),也不能復(fù)制。

這意味著噬菌體的生存方式是:侵入作為宿主的細(xì)菌體內(nèi),搶奪其生物化學(xué)物質(zhì)來(lái)進(jìn)行自我復(fù)制。之后,很多種噬菌體再?gòu)募?xì)菌體內(nèi)爆出,并在此過(guò)程中殺死宿主(細(xì)菌)。

噬菌體的發(fā)現(xiàn)者之一加拿大醫(yī)生費(fèi)利克斯·迪海萊(Felix d’Herelle)認(rèn)為,或許人們可以利用噬菌體來(lái)治療細(xì)菌感染。迪海萊提出的治療方法后來(lái)被稱為噬菌體療法。

到了上世紀(jì)20年代,這種療法在歐洲和北美已經(jīng)很常見(jiàn)。當(dāng)時(shí),你可以在藥店買(mǎi)到治療皮膚感染的噬菌體藥粉。迪海萊還把他的噬菌體帶到了埃及和印度等國(guó),以對(duì)抗那些地方爆發(fā)的霍亂和其他疾病。

噬菌體療法逐漸絕跡

然而,在抗生素問(wèn)世之后,噬菌體療法就從大多數(shù)國(guó)家絕跡了。

醫(yī)生更加信賴抗生素,因?yàn)樗鼈兪强梢越邮車(chē)?yán)格測(cè)試的簡(jiǎn)單化學(xué)物質(zhì)。與此相反,噬菌體是神秘的類(lèi)生命體,科學(xué)家對(duì)它們?nèi)匀恢跎佟?/span>

盡管噬菌體療法取得了顯而易見(jiàn)的成功,但其支持者未能很好地證明它足夠安全和高效。

不過(guò),噬菌體療法在蘇聯(lián)一直很受歡迎。在二戰(zhàn)期間,斯大林麾下的士兵就用這些病毒處理傷口。蘇聯(lián)解體后,該國(guó)的一些研究人員把噬菌體療法帶到了西方世界。在那里,它吸引了更多的好奇心。

數(shù)十年來(lái)醫(yī)生開(kāi)具的抗生素處方——以及對(duì)牲畜濫用藥物——已經(jīng)推動(dòng)了耐藥細(xì)菌的進(jìn)化。在抗生素?zé)o能為力的地方,噬菌體療法或許能起到作用。

不過(guò),自那以后,噬菌體療法的研究只在小范圍內(nèi)緩慢推進(jìn)。懷疑論者提出了很多問(wèn)題,質(zhì)疑它能否對(duì)眾多患者起效。

并且,他們還擔(dān)心,在某些情況下,細(xì)菌可能進(jìn)化出抗噬菌體的能力,就像它們對(duì)抗生素進(jìn)化出了耐藥性一樣。

在過(guò)去的20多年里,特納一直在研究噬菌體。近年來(lái),他致力于研究如何把自己的研究成果應(yīng)用于實(shí)際的噬菌體療法。

2013年,特納招募了本杰明·陳,讓他擔(dān)任負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的助理研究員。陳的第一項(xiàng)任務(wù)是尋找新的噬菌體,以便用于以新的方式治療細(xì)菌感染。

找到合適的噬菌體

尋找噬菌體是比較容易的,你難以想象這些病毒在地球上的數(shù)量之多——大概有10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000株。

不過(guò),陳要找的并不是那些普通的噬菌體,而是可以感染特定細(xì)菌(即引起機(jī)會(huì)性感染的細(xì)菌,比如銅綠假單胞菌)的噬菌體。

并且,他希望那些噬菌體可以跟抗生素共同用于治療,而不是取而代之。

他的邏輯很簡(jiǎn)單。舉例來(lái)說(shuō),銅綠假單胞菌抵御抗生素的辦法是建造強(qiáng)大的耐藥泵,在藥物能夠造成傷害之前快速地把它們泵出去。陳和特納想知道,是否有一種噬菌體能夠登陸那些泵并將基因注入細(xì)菌內(nèi)部,從而感染細(xì)菌。

如果真有這樣的病毒存在,那么它或許可以通過(guò)感染殺死大量銅綠假單胞菌。這樣一來(lái),細(xì)菌只有產(chǎn)生突變、不再制造耐藥泵才能幸存下去,因?yàn)槭删w將無(wú)法再侵入細(xì)菌體內(nèi)。

在這個(gè)過(guò)程中,細(xì)菌會(huì)失去對(duì)抗生素的防護(hù)措施。但我們有可能在噬菌體療法之后再組合使用抗生素,以完全消滅細(xì)菌感染。

陳開(kāi)始尋找自己設(shè)想當(dāng)中的這種噬菌體。他對(duì)土壤、污物、堆肥和水的樣本進(jìn)行了篩查,從中提取出噬菌體,并進(jìn)行觀測(cè)。

為了搞清楚噬菌體是否利用了細(xì)菌用來(lái)抵御抗生素的那些泵,陳還用它們?nèi)プ饔糜谕ㄟ^(guò)技術(shù)手段處理的無(wú)泵菌。

他不斷找到新的噬菌體,但沒(méi)有一種符合他的設(shè)想。后來(lái),陳拿到實(shí)驗(yàn)室另一名研究員在道奇湖中取得的水樣,他發(fā)現(xiàn)那里也有一些噬菌體。

“就在半夜隨機(jī)做試驗(yàn)時(shí),我試了一種,它起效了,”陳說(shuō)道。這種噬菌體通過(guò)銅綠假單胞菌的耐藥泵外膜孔蛋白M(outer-membrane-porin M)對(duì)其發(fā)起了攻擊。

陳把自己夢(mèng)寐以求的這種病毒命名為OMKO1,意思是外膜空蛋白M敲除依賴性噬菌體1號(hào)。

陳和特納開(kāi)始在培養(yǎng)皿中研究OMKO1及其細(xì)菌宿主,但他們想知道它是否真的能夠?qū)θ祟?lèi)有所幫助。

噬菌體療法并非美國(guó)食品和藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)的常規(guī)療法,但陳和特納請(qǐng)求該機(jī)構(gòu)為那些對(duì)抗生素不起反應(yīng)的個(gè)別患者破例,批準(zhǔn)“同情性用藥”(compassionate use)。

就此,納拉揚(yáng)把科達(dá)多斯特介紹給了陳。

納拉揚(yáng)向陳提供了一份銅綠假單胞菌樣本,它們是用科達(dá)多斯特感染的細(xì)菌培養(yǎng)的。陳在這些細(xì)菌身上釋放了OMKO1,正如他所期望的那樣,噬菌體殺死了大部分的細(xì)菌。

在檢查幸存的細(xì)菌時(shí),陳發(fā)現(xiàn)它們已經(jīng)改換了耐藥泵,讓噬菌體不得其門(mén)而入。不過(guò),這樣一來(lái)陳又可以使用之前不起作用的抗生素來(lái)殺死它們了。

試驗(yàn)表明,OMKO1有可能讓科達(dá)多斯特?cái)[脫細(xì)菌感染。

實(shí)施大膽的計(jì)劃

納拉揚(yáng)制定了一套詳細(xì)的治療計(jì)劃,并獲得了食品和藥品管理局的批準(zhǔn)。與此同時(shí),陳針對(duì)科達(dá)多斯特所感染的細(xì)菌培育了攻擊性更強(qiáng)的OMKO1,選取殺菌最快的病毒來(lái)制備下一代毒株。

2016年1月,陳帶著一管混合了OMKO1病毒和頭孢他啶抗生素的注射器來(lái)到了耶魯紐黑文醫(yī)院。

盡管陳已盡可能地做好了周全準(zhǔn)備以確保治療萬(wàn)無(wú)一失,但他仍對(duì)有可能出現(xiàn)的問(wèn)題充滿了憂慮。

OMKO1可能在還沒(méi)找到要清除的細(xì)菌目標(biāo)前就被沖走了;或者它們真的感染了細(xì)菌,但情況還變得更糟糕——OMKO1可能一下子殺死太多的微生物,讓科達(dá)多斯特進(jìn)入休克狀態(tài)。

“我清楚地記得他們帶進(jìn)來(lái)的那輛紅色手推車(chē),上面放著各種搶救設(shè)備,”陳說(shuō),“我當(dāng)時(shí)心想,‘哦,天吶,這可不能出岔子啊?!?/span>

納拉揚(yáng)把針頭扎入科達(dá)多斯特的胸腔,并緩慢推進(jìn)。當(dāng)針頭到達(dá)主動(dòng)脈時(shí),醫(yī)生發(fā)現(xiàn)他的血管壁已經(jīng)形成了很厚的瘢痕。盡管花了數(shù)小時(shí)探查,他們還是無(wú)法找到一個(gè)可以注射病毒的位置。“壓力真是太大了,”陳回憶道。

納拉揚(yáng)及其手術(shù)團(tuán)隊(duì)選擇執(zhí)行B計(jì)劃,他們把噬菌體和抗生素釋放到科達(dá)多斯特瘺管的開(kāi)口處。如果他們運(yùn)氣好的話,噬菌體將在那里遭遇細(xì)菌,并自行深入到科達(dá)多斯特的主動(dòng)脈。

在接受治療之后,科達(dá)多斯特回到了家,恢復(fù)了日常的抗生素用藥。之后,他還去了設(shè)拉子,在故鄉(xiāng)走親訪友。

在接受噬菌體治療的5周后,科達(dá)多斯特的一根小骨頭刺到了自己的瘺管,造成了大出血。

盡管危險(xiǎn)重重,但當(dāng)?shù)氐尼t(yī)生決定,他們必須立刻為科達(dá)多斯特做手術(shù)。醫(yī)生再次打開(kāi)科達(dá)多斯特的胸膛進(jìn)行修復(fù),并用新的塑料網(wǎng)更換了原來(lái)那個(gè)。

這場(chǎng)手術(shù)挽救了科達(dá)多斯特的生命。但更令人詫異的是,當(dāng)醫(yī)生對(duì)取自科達(dá)多斯特胸腔的組織進(jìn)行銅綠假單胞菌檢測(cè)時(shí),他們一無(wú)所獲。

“在最最關(guān)鍵的地方都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何銅綠假單胞菌,因此很明顯,肯定是某個(gè)東西消滅了它,”納拉揚(yáng)說(shuō)道。

夏季時(shí),科達(dá)多斯特出現(xiàn)在了納拉揚(yáng)的辦公室,他的胸口已經(jīng)沒(méi)了靜脈輸液接口,也不再需要使用抗生素,他從歷時(shí)4年的感染中完全康復(fù)了?!拔液?jiǎn)直不敢相信,”納拉揚(yáng)說(shuō),“他看上去棒極了。”

噬菌體療法的未來(lái)

今年秋天,納拉揚(yáng)及同事在一場(chǎng)醫(yī)學(xué)會(huì)議上講述了科達(dá)多斯特的故事,并發(fā)表了有關(guān)OMK01和這起案例的報(bào)告。

他們很高興科達(dá)多斯特恢復(fù)了健康,但他們并不希望僅從一個(gè)病例中就得出太多關(guān)于噬菌體療法的結(jié)論。

“不能僅僅因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了某件東西,就意味著它可以拯救世界,”特納表示,“我還沒(méi)有完全信服,我希望看到那些數(shù)據(jù)。”

幸運(yùn)的是,有跡象表明,噬菌體療法正在得到一些必要的關(guān)注,讓它有可能成為常規(guī)療法的組成部分。

比如,今年1月,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)公布了一批用于資助噬菌體療法研究的財(cái)政撥款。

此外,該機(jī)構(gòu)的研究人員也將在動(dòng)物身上試驗(yàn)OMKO1。他們將用這種噬菌體來(lái)治療感染了銅綠假單胞菌的小鼠,試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該會(huì)在明年夏天出爐。

如果效果理想,研究人員有可能對(duì)OMKO1進(jìn)行一次小規(guī)模的臨床試驗(yàn)。有一種可能是,他們會(huì)用這種病毒治療患有囊性纖維化的病人,以觀察它是否能夠消滅頑固的銅綠假單胞菌肺部感染。

 “我不后悔當(dāng)初接受病毒試驗(yàn)的決定,”科達(dá)多斯特表示,他對(duì)讓自己身體康復(fù)、得以重生的那些病毒感激萬(wàn)分。

翻譯:何無(wú)魚(yú)

來(lái)源:STAT

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