麦克马斯特大学的一个研究团队开发了一种使用噬菌体治疗炎症性肠病(IBD)的靶向方法。噬菌体是一种能特异性感染细菌的病毒，该方法可在不破坏更广泛的肠道生态系统的情况下使有害微生物失去活性。
这项研究发表在《科学转化医学》杂志上，并登上了期刊封面。该研究汇集了工程学院和健康科学学院的研究人员，将微生物组科学和靶向抗菌剂方面的专业知识结合起来，以应对肠道健康领域的复杂挑战。
据估计，炎症性肠病影响着约30万加拿大人，且发病率持续上升，尤其是在儿童中。加拿大的儿科炎症性肠病发病率位居世界前列。尽管当前治疗方法可能有效，但长期使用可能失效或需要不断增加剂量，从而增加严重副作用的风险。
炎症性肠病的形成受遗传、免疫反应和肠道微生物组的共同影响。研究团队重点关注了一组被称为黏附侵袭性大肠杆菌(AIEC)的细菌，这些细菌与部分克罗恩病患者的炎症有关。这些细菌难以识别和选择性靶向，使其成为更精确的基于微生物组疗法的重要测试案例。
"一个挑战是，AIEC是由它们的行为定义的，而不仅仅是它们在微生物组分析中呈现的外观，"医学系教授、法恩科姆家庭消化健康研究所主任埃琳娜·韦杜(Elena Verdu)表示。"要识别它们，我们需要测试它们的行为，例如它们附着和侵入肠细胞以及在免疫细胞中持续存在的能力。"
研究团队使用从克罗恩病患者中分离出的大肠杆菌菌株，通过受控实验模型来确定AIEC如何导致炎症，并探索在不损害有益细菌的情况下中和其有害行为的方法。
Credit: Unsplash/CC0 Public Domain、泽伊纳布·侯赛尼多斯特(Zeinab Hosseinidoust)（化学工程系副教授、迈克尔·G·德格罗特传染病研究所(IIDR)成员），以及埃琳娜·韦杜（法恩科姆家庭消化健康研究所主任、NexusHealth执行成员）。图片来源：麦克马斯特大学
跨学科合作
该项目反映了麦克马斯特大学独特的协作研究环境。韦杜实验室专注于肠道微生物组在人类健康和疾病中的作用，而侯赛尼多斯特实验室则专精于靶向抗菌剂，特别是噬菌体。通过密切跨学科合作并利用麦克马斯特的无菌研究设施（该设施允许科学家在高度受控条件下研究微生物组），研究团队能够以单独研究难以实现的方式将细菌行为、免疫反应和治疗设计联系起来。
"这类工作取决于汇集多个领域的专业知识，"在两个实验室工作的范尔学者兼前研究生凯尔·杰克逊表示。"你需要工程学、微生物学、免疫学和临床见解，才能理解这些系统如何与肠道复杂的微生物生态系统相互作用。"
噬菌体抑制细菌毒力
为了在不造成附带损害的情况下靶向AIEC，研究团队转向了噬菌体(phages)，这是一种天然存在的病毒，能以极高的精确度感染细菌。
"噬菌体的工作原理就像锁和钥匙系统——每种噬菌体只靶向特定细菌。这种精确性使我们能够在不消灭整个微生物组的情况下进行干预，"化学工程系和生物医学工程学院副教授泽伊纳布·侯赛尼多斯特解释道。
研究团队鉴定并表征了选择性靶向从IBD患者中分离出的AIEC菌株的噬菌体，发现这种方法显著减少了肠道炎症。
噬菌体并未完全消除细菌。相反，它们通过抑制帮助AIEC附着在肠道内壁并触发免疫反应的分子"抓钩"来改变细菌的行为。当这种毒力机制被关闭时，炎症减轻了。
"细菌仍然存在，但它们失去了引发炎症的特性。我们可以将其理解为敲掉了几颗牙齿。细菌不能再造成那么大的伤害了，"侯赛尼多斯特表示。
低剂量类固醇展现前景
研究人员还发现，噬菌体疗法增强了IBD常用类固醇治疗的效果。当与噬菌体结合使用时，低于标准剂量的类固醇产生了与单独使用更高剂量药物相当的效果。虽然之前的研究已表明噬菌体可增强抗生素的效果，但这是首次报告噬菌体与非抗生素药物之间的积极协作。
这些发现指向了IBD的精准医疗方法。噬菌体靶向的细菌功能可以在粪便样本中测量，并且在一部分克罗恩病患者中发现该功能水平较高，这表明有可能识别出最可能从这种疗法中受益的患者。
"如果我们能够确定哪些患者携带有害的细菌功能，未来我们可以使用专门设计来降低该活性的靶向疗法进行干预，"韦杜表示。
"这就是个性化医疗应有的样子：将正确的生物工具匹配给正确的患者，"侯赛尼多斯特表示。
研究团队的下一步工作包括评估来自IBD患者的更广泛的细菌菌株集合并开发噬菌体组合——这些工作使该方法更接近人体试验。
出版详情
凯尔·杰克逊等人，《噬菌体干预通过减弱克罗恩病相关细菌的毒力改善结肠炎和对皮质类固醇的反应》，《科学转化医学》(2026)。DOI: 10.1126/scitranslmed.adz4589
期刊信息： 《科学转化医学》
关键医学概念
炎症性肠病 噬菌体 类固醇疗法
临床分类
胃肠病学 常见疾病与预防
提供方：麦克马斯特大学
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