Fágová terapie je léčba bakteriálních infekcí pomocí bakteriálních virů nebo bakteriofágů . Existují dvě hlavní oblasti fágové terapie. První je založena na použití standardních léků, ve druhém se vybírají jednotlivé viry pro léčbu každého jednotlivého pacienta [1] . V každém případě je fágová terapie předepisována až po laboratorním rozboru citlivosti na bakteriofágy a zjištění vysoké lytické aktivity bakteriofágů proti infekčním bakteriálním kmenům [2] . Specialitou pro fágovou terapii je léčba onemocnění způsobených multirezistentními bakteriemi [3] .
Historie fágové terapie začíná v roce 1919, kdy jeden z objevitelů bakteriálních virů, Felix d'Herelle , použil fágový přípravek k boji s kuřecí cholerou. Ve stejné době bylo v nemocnici Necker v Paříži úspěšně léčeno dítě s úplavicí. Ve dvacátých až třicátých letech 20. století byla výroba fágových přípravků široce zavedena v Evropě a Spojených státech, ale na trhu se objevily sulfonamidy a antibiotika, stejně jako protichůdné výzkumné údaje z těchto let týkající se účinnosti terapeutických látek na bázi bakteriofágů , způsobilo téměř úplné zastavení jejich používání. Výjimkou na tomto pozadí bylo Polsko a Sovětský svaz , včetně bývalé sovětské Gruzie , kde byl v roce 1923 založen specializovaný institut věnovaný studiu bakteriofágů [4] [5] . Široký návrat k myšlence fágové terapie začal v 80. letech 20. století, kdy se v anglicky psané literatuře objevily výsledky studia její účinnosti u zvířat [6] .
Rozsah účinku mnoha bakteriofágů je omezen na kmeny jednoho bakteriálního druhu a toto působení se nikdy nevztahuje na všechny genetické varianty infekčního agens. Na jedné straně to umožňuje zachovat normální složky mikrobioty lidského těla. Na druhou stranu to znamená povinnost provádět laboratorní testy citlivosti při předepisování léčby a také to znamená neustálé zpřesňování složení fágových preparátů na základě aktuálních údajů o kmenech patogenů cirkulujících na určitém území [7] . Vzhledem k tomu, že složení registrovaných preparátů se liší, je nutné pro laboratorní vyšetření citlivosti a léčbu používat fágy stejné řady [8] . Standardním způsobem řešení problému úzké specificity je příprava směsí různých fágů, „koktejlů“. Koktejl může působit proti jednomu typu bakterií – „monovalentní bakteriofág“ nebo proti několika – „polyvalentním“.
Fágové preparáty nezpůsobují vedlejší účinky [9] [10] , ale jsou imunogenní. Ve všech případech se kmenově specifické protilátky tvoří u pacientů dva až tři týdny po ukončení fágové terapie ve významných titrech, což vede k inaktivaci fága. Při předepisování opakovaných kúr je proto nutné nahradit fágové preparáty [8] . Bakteriofágy interagují s vrozeným imunitním systémem prostřednictvím fagocytózy a cytokinových odpovědí a také ovlivňují adaptivní imunitu ovlivněním produkce protilátek a aktivací efektorových buněk [11] .
Při nízké koncentraci fágových částic v médiu a malém počtu citlivých bakterií může charakteristická adsorpční doba fága překročit dobu potřebnou pro bakteriální dělení a vždy existuje určitá prahová koncentrace bakterií nezbytná k udržení populace fágů. [4] . Efektivní využití bakteriofágů pro kontrolu bakteriálního růstu předpokládá buď přítomnost dostatečného počtu citlivých bakterií, nebo vysoký titr virových částic v použitém přípravku [12] . Zejména přítomnost malé příměsi fága schopného způsobit lýzu etiologického agens v terapeutickém koktejlu nezaručuje účinnost léku [13] .
Bakterie si snadno vytvoří rezistenci vůči bakteriofágům. Ale pokud jsou molekuly buněčné stěny, takzvané "fágové receptory" rozpoznávané viry, také faktory patogenity, pak se odolné bakterie stávají méně nebezpečnými. Seznam příkladů takových receptorů zahrnuje součásti kapslí a membránová čerpadla [14] .
Virulentní bakteriofágy se liší vlastnostmi, které jsou důležité pro praxi, včetně rozsahu účinku, délky životního cyklu a výtěžnosti fágových částic na bakteriální buňku [14] . Některé bakteriofágy nesou geny pro enzymy, které ničí biofilmy [15] . Známé jsou i lékařské bakteriofágy, které špatně pronikají do extracelulární matrix biofilmů [16] . V řadě případů úspěšné aplikace fágové „compassion therapy“ u osteoartikulárních infekcí způsobených převážně biofilm tvořícím Staphylococcus aureus předcházela léčbě sanitace infekčních ložisek [17] .
Bakteriofágy jsou dobrým doplňkem antibiotické terapie, protože pronikají do bakteriální buňky a ničí ji mechanismy odlišnými od mechanismů účinku jakýchkoli antibiotik, což prakticky zaručuje absenci zkřížené rezistence na fágy a antibiotika [18] [19] . Při pokusech na potlačení růstu Escherichia coli kombinovaným použitím antibiotik různých tříd a bakteriofágů se však ukázalo nejen vzájemné zesílení účinku, ale i antagonismus. Proto se v kombinační terapii doporučuje používat takové kombinace antibiotik a bakteriofágů, u kterých reprodukce viru nezávisí na buněčném systému potlačovaném antibiotikem [20] .
K terapii se používají pouze virulentní bakteriofágy, které nemají schopnost realizovat lyzogenní životní cyklus . To je vysvětleno skutečností, že v mnoha případech mírné fágy propůjčují bakteriím vlastnosti přežití. Profágy obsahují geny toxinů, které určují patogenitu takových známých patogenů, jako je Clostridium botulinum , Corynebacterium diphtheriae a Vibrio cholerae . Případy, kdy profágy udělují svým hostitelům další patogenní vlastnosti, byly popsány u bakterií Escherichia coli , Proteus mirabilis , Proteus vulgaris , Pseudomonas aeruginosa , Salmonella typhimurium , Staphylococcus aureus a Staphylococcus pyogenes [2] . Autoři Státního lékopisu Ruské federace v návaznosti na evropské odborníky předepisují použití přírodních bakteriofágů k léčbě infekčních onemocnění [7] [21] . Zásady výroby, požadavky na kvalitu, pro provádění preklinických a klinických studií pro existující a vyvíjející se bakteriofágové přípravky jsou uvedeny v „Pravidlech pro provádění výzkumu biologických léčiv Euroasijské hospodářské unie “ [22] . Nejdůležitější požadavky na fágové přípravky jsou, že (1) všechny použité viry musí být studovány pomocí vysoce výkonných sekvenačních metod , (2) dokumentace k přípravku obsahuje údaje o bakteriálním kmeni, na kterém je bakteriofág kultivován při výrobě, (3 ) je nutná purifikace bakteriálních lyzátů od jejich odpadních produktů, endo- a exotoxinů a buněčných zbytků pomocí vhodných metod, jako je ultrafiltrace nebo afinitní chromatografie [8] .
K lednu 2022 bylo v Ruské federaci registrováno 16 léků na bázi bakteriofágů produkovaných NPO Microgen [23] . Toto číslo zahrnovalo tekuté lékové formy a tablety odolné vůči kyselinám. V Petrohradě byl Sextafag úspěšně použit k zastavení nozokomiálního propuknutí infekce způsobené Klebsiella pneumoniae na novorozenecké jednotce intenzivní péče. Zatímco rutinní opatření pro kontrolu infekce přijatá k eliminaci ohniska se ukázala jako neúčinná, použití fágového preparátu umožnilo snížit incidenci infekce K. pneumoniae na oddělení na měsíc na nulu [24] .
Léčba bakteriofágy, které nejsou registrovány jako léčiva, se provádí v rámci vědeckého výzkumu prováděného různými centry. Zpravidla se provádí při absenci alternativ – identifikace patogenu multirezistentního vůči antibiotikům [8] . U fágových preparátů připravených pomocí sbírkových virů jsou splněny požadavky na kvalitu a bezpečnost [7] [25] .
Klinické studie bakteriofágů, provedené v letech 2012–2018 v Novosibirsku na základě Road Clinical Hospital a Centra nových lékařských technologií, umožnily formulovat požadavky na fágovou „soucitnou terapii“ syndromu diabetické nohy [26] [27]. . Kritériem pro předepisování léčby je přítomnost bakteriální infekce, jednoznačná indikace k elektivní amputaci a špatná odpověď na předchozí antibiotickou léčbu včetně antibiotické léčby. Při předepisování fágových preparátů je nutný písemný informovaný souhlas pacienta. Takové sběrné kmeny obligátně virulentních fágů by neměly obsahovat sekvence kódující toxin, jak bylo stanoveno sekvenováním celého genomu. Bakteriofágy aplikované na ložiska nekrózy u syndromu diabetické nohy by měly mít titr 10 7 až 10 10 plakotvorných jednotek na mililitr. Pokud má bakteriofág nedostatečně vysoký titr, preparát se připravuje znovu [27] .
Prevalenci rezistence na bakteriofágy je obtížné posoudit, protože základ fágové terapie je třeba považovat za individuální přístup [25] a složení registrovaných léků na bázi bakteriofágů podléhá úpravě [28] . Pokud mluvíme o jednotlivých bakteriofágech, rezistence kmenů Enterococcus faecalis z různých laboratorních sbírek k nim je 29–92 % [29] [30] . Podíl rezistentních kmenů Staphylococcus aureus se může pohybovat v rozmezí 15–40 % [13] [18] [31] .
V letech 2009–2011 byla v lékařských organizacích Nižního Novgorodu prevalence kmenů Staphylococcus spp. V letech 2015–2016 zpřesnění léků umožnilo snížit prevalenci rezistence k nim u stafylokoků na 21 % [28] . Podle údajů z let 2015–2017 získaných v Rostově na Donu byla rezistence oportunních bakterií izolovaných z dětí se střevní dysbakteriózou vůči komerčním bakteriofágům v průměru 44 %. Většina oportunních bakterií, s výjimkou K. pneumoniae , byla rezistentní vůči Sextaphage, ale citlivá na druhově specifické fágové monopreparace [32] .
Během léčby fágovými preparáty byla ve většině dokumentovaných případů v reziduální populaci bakterií pozorována, pokud ne úplná, alespoň částečná náhrada fágově rezistentními formami [33] a dva dny užívání léku mohou být dostatečné pro rozvoj rezistence [34] . Proto má v průběhu léčby smysl sledovat citlivost, aby bylo možné včas částečně nebo úplně nahradit terapeutické fágy. Adaptace fágů na rezistentní kmeny in vitro je rovněž považována za opatření v boji proti rezistenci [35] . Současně lze mikroorganismy rezistentní na bakteriofágy charakterizovat sníženou rychlostí růstu, sníženou expresí determinant virulence, ztrátou adhezivních vlastností a významně sníženou životností [36] . Někdy je získaná fágová rezistence doprovázena zvýšenou citlivostí na antibiotika. To je považováno za důvod pro volbu delších cyklů fágové terapie, ve které by se mělo pokračovat i přes rozvoj rezistence [10] .