파지 치료를 받는 환자의 Acinetobacter baumannii와 치료용 박테리오파지의 유전체 비교

Nature Communications 13권, 기사 번호: 3776(2022) 이 기사 인용

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2016년에는 파종성 다제내성 Acinetobacter baumannii 감염을 앓고 있는 68세 환자가 용해성 박테리오파지를 사용하여 성공적으로 치료되었습니다. 여기서 우리는 치료에 사용되는 9개의 파지와 치료 전과 치료 중에 분리된 A. baumannii의 3개 균주의 게놈을 보고합니다. 초기 치료에 사용되는 파지는 T4 유사 근세포와 관련이 있습니다. 파지 처리 전과 처리 중에 수집된 19개의 A. baumannii 분리주를 분석한 결과, T4 유사 파지에 대한 내성이 처리 시작 2일 후에 나타났습니다. 우리는 치료 전과 치료 중에 수집된 세 가지 A. baumannii 균주(TP1, TP2 및 TP3)에 대한 완전한 게놈 서열을 생성하여 클론 관계를 뒷받침합니다. 또한, 우리는 균주 TP1을 사용하여 시험관 내에서 5개의 파지에 대한 증가된 저항성을 선택하고 파지 비감수성 분리주 TP2 및 TP3(파지 처리 동안 생체 내에서 진화)에서도 발견되는 돌연변이를 식별합니다. 이러한 결과는 시험관 내 조사가 생체 내 환경과 관련된 결과를 생성할 수 있음을 뒷받침합니다.

그람 음성 박테리아인 Acinetobacter baumannii는 의료 관련 감염, 특히 인공호흡기 관련 폐렴 및 카테터 관련 감염에서 가장 중요한 병원체 중 하나로 인식됩니다1,2,3. 이는 특히 2017년에만 미국에서 8,500건의 감염과 700명의 사망을 초래한 카바페넴 내성 A. baumannii의 경우에 해당됩니다4. 이 병원체의 여러 특성은 다제내성(MDR) 균주의 유병률 증가, 건조 및 소독제 저항성으로 인한 환경 지속성, 생물막 형성 및 운동성을 포함하여 치료 요법 및 결과에 영향을 미칩니다5,6. 이로 인해 임상 개입 전략이 방해받고 재감염 및 발병 위험이 증가합니다7. 내성 감염 사례가 더 널리 퍼지고 새로운 항생제를 사용할 수 있는 경우가 거의 없기 때문에 MDR 감염을 치료 및/또는 제어하기 위해 박테리오파지(파지)를 사용하는 것이 치료 및 예방 적용을 위한 대체 전략으로 재검토되고 있습니다8,9,10.

현대에 미국에서 전신 MDR A. baumannii 감염을 치료하기 위해 파지를 사용한 최초의 응급 개입은 2016년에 잘 알려진 "패터슨 사례"였습니다11. MDR 세균 감염을 퇴치하기 위해 파지를 사용하는 임상 개입이 크게 증가했습니다. 지난 몇 년간. 다른 잘 알려진 사례로는 대동맥 이식편의 만성 녹농균 감염 치료와 난치성 마이코박테리움 농양 감염이 있는 낭포성 섬유증 환자를 치료하기 위한 조작된 파지 접근 방식이 있습니다. 성공적인 파지 처리 결과는 MDR P. aeruginosa, Staphylococcus aureus 및 Escherichia coli14와 관련된 여러 사례 연구에서 보고되었으며, 이 분야는 최근 참고 문헌에서 검토되었습니다. 15,16. 이러한 사례 연구는 임상 결과 측면에서 고무적이었지만 치료 중 파지-숙주 상호 작용과 파지 효능에 대한 영향에 대한 심층적인 조사는 여전히 활발한 연구 분야로 남아 있습니다.

원칙적으로, 파지 치료의 효과는 파지가 감염된 조직에 국한되어 지속되고 용해적으로 증식하는 능력에 달려 있습니다. 이 과정에서 파지와 박테리아 숙주가 모두 복제되고 진화하여 잠재적으로 감염을 제거하는 파지의 능력이 감소합니다. 2016년 A. baumannii 임상 개입에서는 파지 치료 시작 후 8일 만에 파지 저항성의 출현이 보고되었습니다11. 2016년 임상 개입에 필요한 신속한 대응으로 인해 A. baumannii 병원체와 치료에 사용된 파지는 대부분 특성화되지 않았습니다. 여기에서 우리는 치료 파지의 게놈, 치료 중 파지 저항성의 출현 및 파지 치료 전과 도중에 분리된 세 가지 A. baumannii 균주의 완전한 게놈을 가진 병원체의 생체 내 진화를 조사합니다. 생체 내에서 발생된 파지 저항성을 담당하는 유전적 변화를 시험관 내에서 발생된 저항성과 비교하고 파지 치료 개입 최적화에 대한 의미를 논의합니다.