［專(zhuān)家介紹］王勇平，男，醫(yī)學(xué)博士、博士后，主任醫(yī)師，教授，博士研究生導(dǎo)師，蘭州大學(xué)第一醫(yī)院骨科主任。

1999年本科畢業(yè)于蘭州大學(xué)，2007年碩士畢業(yè)于蘭州大學(xué)，2013年博士畢業(yè)于上海交通大學(xué)，2017年在上海交通大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院完成博士后研究，主要致力于人工關(guān)節(jié)置換、創(chuàng)傷骨科、骨科疑難疾病診治和骨科生物材料的研究。

現(xiàn)任甘肅省醫(yī)學(xué)會(huì)創(chuàng)傷醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員，甘肅省醫(yī)學(xué)會(huì)顯微外科專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員，甘肅省醫(yī)師協(xié)會(huì)整合醫(yī)學(xué)分會(huì)骨科與創(chuàng)傷專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員，甘肅省醫(yī)師協(xié)會(huì)手足外科醫(yī)師委員會(huì)副主任委員，甘肅省老年醫(yī)學(xué)會(huì)骨科康復(fù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員，甘肅省老年醫(yī)學(xué)會(huì)骨科創(chuàng)傷專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員，中華醫(yī)學(xué)會(huì)手外科學(xué)分會(huì)西部手外科學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員，中國(guó)健康促進(jìn)會(huì)運(yùn)動(dòng)損傷分會(huì)委員，中國(guó)研究型醫(yī)院學(xué)會(huì)骨科創(chuàng)新與轉(zhuǎn)化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員，中國(guó)醫(yī)藥教育協(xié)會(huì)骨質(zhì)疾病專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員，AOCC甘肅工作委員會(huì)委員。擔(dān)任《臨床醫(yī)學(xué)研究與實(shí)踐》雜志編委，擔(dān)任《Biomaterial》雜志、《Acta Biomaterial》雜志、《PLOS ONE》雜志、《中華臨床醫(yī)師雜志》、《中國(guó)組織工程研究》雜志審稿專(zhuān)家。

近年來(lái)，以人工關(guān)節(jié)置換的基礎(chǔ)與臨床研究、骨折愈合理論研究、骨科生物材料及組織工程為主要研究方向，代表性科研項(xiàng)目為鎂合金骨科應(yīng)用的相關(guān)基礎(chǔ)研究、人工關(guān)節(jié)假體感染的相關(guān)基礎(chǔ)研究、骨與軟骨損傷的組織工程修復(fù)研究、骨折愈合理論的相關(guān)基礎(chǔ)研究。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文102篇，其中SCI收錄18篇；主編著作2部，參編著作1部，參譯著作2部；主持及承擔(dān)各類(lèi)科研項(xiàng)目18項(xiàng)，其中主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，參加國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)；獲上海醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲優(yōu)秀教師1次、優(yōu)秀指導(dǎo)教師2次。

【摘要】 假體周?chē)P(guān)節(jié)感染（PJI）是全關(guān)節(jié)置換術(shù)后最常見(jiàn)的并發(fā)癥之一。它難以管理，具有嚴(yán)重的發(fā)病率和病死率，為衛(wèi)生保健系統(tǒng)帶來(lái)了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而細(xì)菌生物膜的形成使PJI治療更加具有挑戰(zhàn)性，生物膜的存在使得病原菌對(duì)抗生素和宿主免疫反應(yīng)產(chǎn)生了屏障。噬菌體作為一種裂解細(xì)菌的病毒，因其具有治療耐藥細(xì)菌感染的潛力而備受關(guān)注。盡管噬菌體療法（PT）前景廣闊，但其在PJI管理中的療效尚不清楚。目前的大部分文獻(xiàn)主要局限于病例報(bào)告和系列報(bào)道。該文基于相關(guān)病例報(bào)告敘述了關(guān)節(jié)置換術(shù)后PJI的發(fā)生現(xiàn)狀、對(duì)生物膜形成的理解以及生物膜形成促進(jìn)免疫逃逸的機(jī)制等，探討噬菌體療法治療PJI的應(yīng)用現(xiàn)狀、療效與不足、應(yīng)用前景，以期為PJI的治療提供新的途徑。

【關(guān)鍵詞】 噬菌體；假體感染；生物膜

中圖分類(lèi)號(hào)：R681.5+1"" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"" DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2024.07.001

Application and research progress of bacteriophage in prevention and treatment of periprosthetic joint infection

GUO Haoran1， WANG Yongping2▲

（1. The First Clinical Medical College， Lanzhou University， Lanzhou 730000， Gansu， China; 2. Department of Orthopedics， the First Hospital of Lanzhou University， Lanzhou 730000， Gansu， China）

【Abstract】 ""Periprosthetic joint infection （PJI） is one of the most common complications after total joint replacement. It is difficult to manage， has severe morbidity and mortality， and places a heavy economic burden on the health care system. The formation of bacterial biofilms makes PJI treatment more challenging， and the presence of biofilms creates a barrier for pathogenic bacteria to resist antibiotics and host immune responses. Bacteriophages， as viruses that lyse bacteria， have attracted much attention due to their potential to treat drug-resistant bacterial infections. Despite the promise of phage therapy （PT）， its efficacy in the management of PJI is unclear. Much of the current literature is largely confined to case reports and series. Based on relevant case reports， this article discusses the application status， efficacy， shortcomings and application prospects of PT in the treatment of PJI， so as to provide a new approach for the treatment of PJI.

【Keywords】 bacteriophage; periprosthetic infection; bacterial biofilm

人工關(guān)節(jié)置換后假體周?chē)P(guān)節(jié)感染（periprosthetic joint infection，PJI）已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)嚴(yán)重的醫(yī)療保健和社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。根除PJIs（尤其是慢性感染）的主要挑戰(zhàn)是在植入的假體上形成細(xì)菌生物膜，這些細(xì)菌生物膜作為細(xì)菌生存的微環(huán)境，促進(jìn)了感染的持續(xù)性和復(fù)發(fā)性以及對(duì)抗菌藥物的耐藥性。此外抗生素濫用的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，使關(guān)節(jié)假體感染成為全關(guān)節(jié)置換翻修和失敗的另一主要原因。噬菌體是一種裂解細(xì)菌的病毒，因其具有治療耐藥細(xì)菌感染的潛力而備受關(guān)注。噬菌體療法或以消除感染為目的的噬菌體應(yīng)用，已經(jīng)作為治療PJI的潛在輔助療法。世界各地均有使用噬菌體成功治療耐藥細(xì)菌感染的案例。其中，多數(shù)噬菌體在體內(nèi)耐受性良好，具有抗生物膜特性。因此，許多噬菌體與抗生素協(xié)同作用以消除生物膜感染。本文基于國(guó)內(nèi)外對(duì)細(xì)菌生物膜及噬菌體治療假體感染的研究案例，綜述了噬菌體療法（phage therapy， PT）在治療全身性疾病方面的優(yōu)勢(shì)、缺點(diǎn)及其應(yīng)用前景，希望促進(jìn)噬菌體治療的進(jìn)一步臨床應(yīng)用研究。

1 關(guān)節(jié)置換后假體面臨的感染問(wèn)題

人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)是采用人體耐受的人工材料制成假體來(lái)代替原本病變的關(guān)節(jié)，進(jìn)而恢復(fù)其原有的生理解剖及功能，消除因病變產(chǎn)生的一系列臨床癥狀，減輕患者的疼痛，提高患肢的功能，用于提高患者生活質(zhì)量的方法［1］。自20世紀(jì)60年代初起，約翰·查恩利開(kāi)始進(jìn)行人工假體全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)（total hip arthroplasty，THA）。如今人工關(guān)節(jié)置換的領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)大到包括全膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、顳下頜關(guān)節(jié)、掌指關(guān)節(jié)、指間關(guān)節(jié)的置換手術(shù)。然而，在關(guān)節(jié)置換手術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，PJI始終是關(guān)節(jié)置換術(shù)后嚴(yán)重且具有挑戰(zhàn)性的并發(fā)癥，已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)嚴(yán)重的醫(yī)療保健和社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，全球有1.4%～2.5%的全關(guān)節(jié)置換患者［2］，并且隨著老齡化的加劇，世界范圍內(nèi)會(huì)有越來(lái)越多的人接受人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)，特別是髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，初次THA后PJI發(fā)生率為0.3%～2.2%，人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty，TKA）后PJI發(fā)生率為0.8%［3］，盡管發(fā)病率不高，但其翻修率（在北美，超過(guò)90%的感染都是進(jìn)行二期翻修手術(shù)［4］）和病死率卻很高。

一項(xiàng)前瞻性觀察性隊(duì)列研究［5］分析了2003年4月至2013年12月期間在英格蘭和威爾士進(jìn)行的623 253例原發(fā)性髖關(guān)節(jié)手術(shù)中發(fā)生術(shù)后關(guān)節(jié)假體感染的2705例患者，以確定與PJI相關(guān)的危險(xiǎn)因素。該研究得出的結(jié)論是：男性、老年患者以及BMI或ASA等級(jí)高的患者術(shù)后發(fā)生PJI的風(fēng)險(xiǎn)增加?；颊咭蛩匕ㄐ锞啤⒇氀?、焦慮、心臟病、糖尿病、免疫功能低下?tīng)顟B(tài)、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、抑郁癥、肝病、慢性腎臟病、煙草使用和外周血管疾?。?］等，也增加了PJI發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

PJI相關(guān)微生物和耐藥性疾病的流行病學(xué)因國(guó)家而異。金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌是美國(guó)最常見(jiàn)的病原體，而歐洲則以凝固酶陰性葡萄球菌屬最常見(jiàn)，其次是金黃色葡萄球菌。中國(guó)的常見(jiàn)病原體也有所不同［7］，有研究者從96例 PJI患者中共分離病原體112株，其中革蘭氏陽(yáng)性菌占80.36％，革蘭氏陰性菌占13.39％，真菌占5.36％［8］。在革蘭氏陽(yáng)性菌中，最常見(jiàn)的病原菌為金黃色葡萄球菌、凝固酶陰性葡萄球菌和腸球菌屬。表皮葡萄球菌作為機(jī)會(huì)性病原體，特別是在醫(yī)療植入物中，其感染率呈上升趨勢(shì)，已占PJI病原菌的25％。而在革蘭氏陰性菌作為病原菌的感染中，以大腸埃希菌（2.68%）多見(jiàn)。 因此，鑒定PJI中的常見(jiàn)病原體很有必要。

2 傳統(tǒng)假體感染防治策略面臨的問(wèn)題

2.1 抗生素耐藥性

抗生素耐藥性是一項(xiàng)全球性的健康挑戰(zhàn)。早在人類(lèi)開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)抗生素以預(yù)防和治療傳染病之前，許多細(xì)菌物種就進(jìn)化出了耐受抗生素的能力，耐藥機(jī)制是古老且仍在不斷演變的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素，以促使微生物之間對(duì)資源永無(wú)止境的競(jìng)爭(zhēng)［9］。對(duì)一種甚至多種抗生素耐藥性的人類(lèi)細(xì)菌病原體是一個(gè)嚴(yán)重的世界性健康問(wèn)題，抗生素耐藥性明確定義是在基因水平?jīng)Q定的，在大多數(shù)產(chǎn)生抗生素的微生物中發(fā)現(xiàn)，抗性基因?yàn)閷?duì)自身存在危險(xiǎn)的藥物的有害作用提供防御，或通過(guò)抗生素生產(chǎn)者與周?chē)股孛舾屑?xì)菌之間的相互作用在自然環(huán)境中進(jìn)化。人類(lèi)細(xì)菌病原體可以通過(guò)以上兩種主要的遺傳策略獲得對(duì)抗生素的耐藥性，這些策略暴露于抗生素時(shí)發(fā)揮著保護(hù)病原體免受抗生素殺滅的有害作用：（1）通過(guò)特定突變和通過(guò)垂直基因轉(zhuǎn)移（VGT）將基于突變的ABR基因傳遞給后代；（2）通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移（HGT）獲得外部ABR基因［10］。簡(jiǎn)而言之，導(dǎo)致ABR的染色體突變后發(fā)揮了如下作用：（1）導(dǎo)致修飾的細(xì)胞靶標(biāo)不能再結(jié)合相應(yīng)的抗生素；（2）降低細(xì)菌細(xì)胞對(duì)抗生素的攝取效率；（3）增加特異性外排泵的活性，導(dǎo)致抗生素從細(xì)菌細(xì)胞中被擠出；（4）滅活用于表達(dá)編碼酶（特別是特異性β-內(nèi)酰胺酶）的基因的抑制因子，這些酶使抗生素失活?？股氐臑E用會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越多的“超級(jí)細(xì)菌”，使醫(yī)院成為“超級(jí)細(xì)菌”的溫床［11］。所以，抗生素的規(guī)范化使用或新型抗菌手段的研發(fā)已經(jīng)迫在眉睫。

2.2 細(xì)菌生物膜介導(dǎo)的免疫逃逸及阻礙抗生素和宿主免疫系統(tǒng)

抗生素耐藥性、微生物從人體免疫系統(tǒng)中逃逸、頑固性感染、生物膜相關(guān)死亡和食物變質(zhì)是與微生物生物膜相關(guān)的一系列問(wèn)題。除了經(jīng)典的耐藥機(jī)制之外，細(xì)菌還可以表現(xiàn)出“耐受性”，即短暫暴露于高濃度抗生素而存活的能力［12］，細(xì)菌耐受性的存在有賴于細(xì)菌生物膜的形成。生物膜是嵌入細(xì)胞外基質(zhì)中的細(xì)菌表面附著群落［13］，因此，生物膜的存在是慢性感染的基礎(chǔ)，細(xì)菌生物膜的存在可以使病原微生物在短暫的抗生素治療中存活并在抗生素撤出時(shí)重新生長(zhǎng)［14］。生物膜的一個(gè)特征是細(xì)胞外基質(zhì)的存在，由居住在內(nèi)部的細(xì)胞分泌的細(xì)胞外聚合物（EPS）組成。EPS通常由多糖、蛋白質(zhì)、細(xì)胞外DNA（eDNA）和其他次要成分組成的混合物。生物膜形成的機(jī)制由群體感應(yīng)、惡劣的環(huán)境條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可用性、流體動(dòng)力學(xué)條件、細(xì)胞間通訊、信號(hào)級(jí)聯(lián)和二級(jí)信使觸發(fā)及調(diào)節(jié)［15］。生物膜的形成可以由純菌直接構(gòu)成，也可以由多種菌種構(gòu)成。針對(duì)多種菌種構(gòu)成的生物膜來(lái)說(shuō)，因?yàn)榫N類(lèi)型存在差別，不同菌種構(gòu)成生物膜的時(shí)間、空間、生長(zhǎng)順序也存在差異，所以多菌種構(gòu)成的生物膜，存在菌種交替演變的情況［16］。通過(guò)生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)生物膜形成過(guò)程進(jìn)行觀察，了解生物膜形成是一個(gè)多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程，在不同階段下，生物膜發(fā)展存在差異。針對(duì)多菌種生物膜形成過(guò)程來(lái)看，主要存在以下幾個(gè)過(guò)程，分別是起始的附著、細(xì)胞與細(xì)胞之間的吸附與增殖、生物膜的成熟及最后細(xì)菌的脫離過(guò)程等四個(gè)階段［17］，不同生長(zhǎng)階段下，生物膜細(xì)菌的生理特征存在差異。

在過(guò)去的幾十年中，生物膜作為自然界中適應(yīng)生長(zhǎng)微生物的常見(jiàn)模式而獲得越來(lái)越多的認(rèn)可。此外，已發(fā)現(xiàn)許多類(lèi)型的人類(lèi)感染在生物膜的參與下進(jìn)展或起源于生物膜相關(guān)的原發(fā)性感染［18］。葡萄球菌一直是生物膜研究的焦點(diǎn)，僅次于革蘭氏陰性銅綠假單胞菌。作為人體皮膚的常見(jiàn)定植者，葡萄球菌是手術(shù)植入留置于醫(yī)療設(shè)備上導(dǎo)致生物膜感染的最常見(jiàn)來(lái)源。這些包括嚴(yán)重感染，如心內(nèi)膜炎和PJI，并可能導(dǎo)致危及生命的疾病，如敗血癥［19］。下面以葡萄球菌為例，介紹葡萄球菌生物膜形成作為免疫逃逸和抗生素耐藥的機(jī)制。體內(nèi)生物膜的形成受到幾個(gè)因素的影響，這些因素由體內(nèi)環(huán)境引起，最值得注意的是，除了在抗生素治療期間病原微生物與抗生素的相互作用外，還存在與先天宿主免疫防御的相互作用。先天宿主的免疫防御主要由吞噬細(xì)胞（如中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞）和抗菌肽（AMP）組成，它們是吞噬細(xì)胞采用的細(xì)胞內(nèi)殺傷機(jī)制的一部分［20］。生物膜本身提供對(duì)吞噬細(xì)胞攻擊的抵抗力，使其穿透生物膜基質(zhì)能力減弱。類(lèi)似地，生物膜基質(zhì)可能對(duì)某些AMP和抗生素不滲透。而金黃色葡萄球菌生物膜已被證明可以減少炎癥反應(yīng)，例如吞噬細(xì)胞內(nèi)流，具體來(lái)說(shuō)，金黃色葡萄球菌生物膜通過(guò)規(guī)避特異性病原體位點(diǎn)識(shí)別途徑使免疫反應(yīng)偏離殺傷微生物表型［21］。此外，SEKAR等［22］在研究PJI期間發(fā)現(xiàn)，金黃色葡萄球菌生物膜刺激髓源性抑制細(xì)胞（MDSC）的流入，導(dǎo)致吞噬細(xì)胞流入減少。據(jù)估計(jì)，生物膜對(duì)抗生素作用的耐受性增加了10～1000倍［23］。

3 噬菌體治療關(guān)節(jié)假體感染

3.1 噬菌體療法的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展

19世紀(jì)末，法裔加拿大人Felix d'Herelle首先提出了“噬菌體”一詞。并于1919年率先使用口服濃縮物治療志賀氏菌腸炎（桿菌性痢疾），這是噬菌體療法的首次記錄描述。在隨后的幾年里，F(xiàn)elix d'Herelle和其他人將噬菌體用于各種嚴(yán)重感染，包括葡萄球菌菌血癥、傷寒和骨髓炎，取得了不同程度的成功［24］。然而，隨著20世紀(jì)抗生素的發(fā)現(xiàn)和疫苗的開(kāi)發(fā)，使得細(xì)菌感染導(dǎo)致的死亡率史無(wú)前例地穩(wěn)步下降［25］?？股貙?duì)于感染超凡的抑制作用使噬菌體的研究逐漸淡出了人們的視野。如今，抗生素耐藥性被廣泛認(rèn)為是對(duì)人類(lèi)健康、發(fā)展和安全的重大隱患，并且新的抗菌藥物開(kāi)發(fā)難以短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)，噬菌體對(duì)于感染控制及治療的研究于一個(gè)世紀(jì)后再次受到關(guān)注。

3.2 噬菌體的生物學(xué)特性

噬菌體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由蛋白質(zhì)衣殼和核心組成。根據(jù)其形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征，噬菌體有三種類(lèi)型：尾病毒（分為長(zhǎng)尾病毒科、短尾病毒科和肌病毒科）、無(wú)尾病毒、絲狀病毒。一般來(lái)說(shuō)，噬菌體的生物學(xué)特性包括其最佳pH值、溫度、一步生長(zhǎng)曲線、形態(tài)等［26］。噬菌體在環(huán)境中含量很高，可能是低成本抗菌劑的來(lái)源。噬菌體與其細(xì)菌宿主共存，在許多生物過(guò)程中發(fā)揮重要作用。噬菌體的整合是通過(guò)噬菌體和宿主染色體（分別為attP和attB）共享序列之間的同源交換發(fā)生的，該過(guò)程由噬菌體編碼的整合酶介導(dǎo)。噬菌體和宿主DNA之間的這些重復(fù)可以少至幾個(gè)核苷酸到超過(guò)100 bp，通常包括細(xì)菌基因組的編碼區(qū)域。對(duì)細(xì)菌基因組噬菌體的廣泛調(diào)查發(fā)現(xiàn)，噬菌體通常整合到基因開(kāi)放閱讀框（ORF）（69%的已鑒定噬菌體），而整合到基因內(nèi)區(qū)域不太常見(jiàn)，僅占噬菌體的31%［27］。

3.3 噬菌體在關(guān)節(jié)假體感染中的應(yīng)用

3.3.1 噬菌體對(duì)關(guān)節(jié)假體感染病原菌的作用

噬菌體與病原菌及其生物膜之間發(fā)生的相互作用有賴于噬菌體和噬菌體裂解酶。噬菌體作為一種細(xì)菌病毒，依據(jù)分裂方式可以分為兩類(lèi)：溫和性噬菌體（temperate phage）和裂解性噬菌體（lytic phage）［28］。溫和性噬菌體侵入宿主細(xì)胞后會(huì)將核酸整合到宿主的染色體上，隨著宿主細(xì)胞同步復(fù)制，不會(huì)引起宿主細(xì)胞的裂解，這種特性被稱為溶原性。這樣的噬菌體通常定植于人體的皮膚、口腔黏膜、肺、腸道、泌尿道等［29-30］。而用于治療的僅為裂解性噬菌體。感染后，裂解性噬菌體進(jìn)入單一的發(fā)育程序，包括早期噬菌體基因表達(dá)、基因組復(fù)制、病毒粒子結(jié)構(gòu)和組裝基因的晚期裂解表達(dá)、完全包裝顆粒的組裝，最后是細(xì)菌裂解。這一過(guò)程中伴隨著裂解性噬菌體對(duì)宿主細(xì)胞幾乎所有代謝活動(dòng)的阻斷和接管，直到子代噬菌體的釋放，而后開(kāi)始新一輪的感染。

噬菌體裂解酶（endolysins）是由雙鏈DNA噬菌體編碼的酶，其合成依賴于宿主細(xì)菌，它們?cè)诹呀庵芷诘暮笃诋a(chǎn)生。其存在形式有兩種：（1）作為噬菌體顆粒的組成部分；（2）作為宿主細(xì)胞裂解過(guò)程中產(chǎn)生的可溶性蛋白質(zhì)。大多數(shù)噬菌體依靠裂解酶水解細(xì)菌細(xì)胞壁，細(xì)胞壁的水解對(duì)于釋放噬菌體后代至關(guān)重要。 BURKE等［31］認(rèn)為，裂解酶作用主要有兩種機(jī)制：（1）直接裂解宿主細(xì)菌；（2）降解生物膜的細(xì)胞外基質(zhì)成分從而暴露細(xì)菌。由此可見(jiàn)，裂解酶可以殺死多種類(lèi)型的細(xì)菌，包括致病菌和抗生素耐藥菌。

3.3.2 噬菌體治療感染的研究現(xiàn)狀

截至2022年，我們?cè)趪?guó)家生物技術(shù)信息中心（NCBI）數(shù)據(jù)庫(kù)上發(fā)現(xiàn)了超過(guò)95 400篇關(guān)于噬菌體研究的文章，其中中國(guó)研究人員發(fā)表了4500多篇，占4.72%。隨著噬菌體研究的逐步深入，科學(xué)家們通過(guò)更嚴(yán)謹(jǐn)、更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)，評(píng)估了噬菌體在動(dòng)物模型中的價(jià)值。越來(lái)越多的研究者正試圖在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上探索噬菌體療法可能的臨床應(yīng)用。隨著研究的發(fā)展和深入，也傳來(lái)了振奮人心的消息，比如PONCE等使用“噬菌體雞尾酒”療法等［32］。

3.3.3 噬菌體成功治療關(guān)節(jié)假體感染的實(shí)例

CANO等［33］報(bào)道了1例通過(guò)靜脈注射噬菌體治療了一名全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后，因發(fā)生膝關(guān)節(jié)假體肺炎克雷伯菌感染而多次行手術(shù)治療和大劑量長(zhǎng)療程抗生素治療的62歲男性患者，噬菌體實(shí)現(xiàn)了對(duì)于該患者的保肢干預(yù)。CESTA等［34］曾報(bào)道1例因右側(cè)先天性髖關(guān)節(jié)半脫位，6歲時(shí)行股骨近端截骨術(shù)而后接受全髖關(guān)節(jié)置換的患者，于62歲時(shí)發(fā)生了髖關(guān)節(jié)假體難治性銅綠假單胞菌感染，經(jīng)抗生素、清創(chuàng)、一期翻修后感染控制不佳，而后行噬菌體治療配合美羅培南成功控制感染。NEUTS等［35］也曾報(bào)道一名72歲接受全髖關(guān)節(jié)置換的男性患者發(fā)生術(shù)后假體感染，細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果為糞腸球菌，兩次行假體拆除、滅菌配合敏感抗生素治療失敗后，行噬菌體治療成功控制感染，多次培養(yǎng)結(jié)果陰性。DOUB等［36］采用術(shù)中于感染部位直接植入噬菌體的方法成功挽救了一名肩關(guān)節(jié)假體感染頑固性肺炎克雷伯菌的患者。

以上的病例中我們可以看出將噬菌體用于關(guān)節(jié)假體感染的防治效果已初見(jiàn)成效。自2000年以來(lái)，共報(bào)告了23例用噬菌體治療的骨或假體感染病例［36］。2023年德國(guó)萊布尼茨研究所DSMZ和DZIF（德國(guó)感染研究中心）菌株庫(kù)更新了最新噬菌體庫(kù)現(xiàn)狀顯示：該庫(kù)包含150多種細(xì)菌物種gt;1000個(gè)噬菌體；然而，ESKAPE細(xì)菌的噬菌體（糞腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鮑曼不動(dòng)桿菌、銅綠假單胞菌和腸桿菌屬）占主導(dǎo)地位［37］。

4 小結(jié)與展望

噬菌體是專(zhuān)門(mén)針對(duì)細(xì)菌的病毒，它們被認(rèn)為在PJI患者中具有很高的治療潛力。目前，細(xì)菌感染主要用抗生素治療，但由于抗生素耐藥性問(wèn)題日益嚴(yán)重，迫切需要新的治療方法。因此，噬菌體療法將是細(xì)菌耐藥性問(wèn)題的潛在解決方案，噬菌體和抗生素的聯(lián)合使用也被認(rèn)為是一種潛在的治療選擇。隨著噬菌體療法再次引起臨床醫(yī)生和學(xué)者的關(guān)注，其優(yōu)缺點(diǎn)也為人所知。噬菌體療法的優(yōu)點(diǎn)如下：一是噬菌體特異性高。一般抗生素是相對(duì)廣譜的，它們消除目標(biāo)病原體也會(huì)導(dǎo)致其他共生微生物群的破壞。因此，長(zhǎng)期使用抗生素不僅容易引起微生物群紊亂，還可能導(dǎo)致機(jī)會(huì)性感染。然而，噬菌體可以特異性感染宿主細(xì)菌，而不會(huì)影響其他共生微生物群。二是噬菌體對(duì)細(xì)菌的抗性低。隨著抗生素的使用，細(xì)菌對(duì)藥物耐藥的發(fā)生率在增加，而細(xì)菌對(duì)噬菌體的耐藥發(fā)生率遠(yuǎn)低于抗生素耐藥性，噬菌體可以與細(xì)菌“共同進(jìn)化”［38］，降低耐藥性的發(fā)生率。三是噬菌體具有較強(qiáng)的溶菌能力。噬菌體可通過(guò)分泌水解酶和多糖解聚酶等破壞細(xì)菌生物膜結(jié)構(gòu)，而抗菌藥物對(duì)細(xì)菌生物膜的療效有限。四是作為一種天然抗菌物質(zhì)，噬菌體可以自我復(fù)制，增殖周期短。噬菌體的研發(fā)周期比一般抗菌藥物短。然而，噬菌體療法也有以下共同的局限性：首先，噬菌體的抗菌譜很窄。由于噬菌體對(duì)宿主細(xì)菌的特異性識(shí)別，其療效在治療多種感染時(shí)可顯著降低。因此，通常需要采用含有多種噬菌體的“雞尾酒療法”，這也增加了生產(chǎn)成本。其次，噬菌體對(duì)細(xì)菌CRISPR系統(tǒng)的抗性較低。細(xì)菌CRISPR系統(tǒng)可以裂解噬菌體和DNA以抵抗噬菌體［39-40］。目前，還沒(méi)有有效的方法來(lái)避免這種防御系統(tǒng)。再次，噬菌體治療也存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，例如毒力或抗生素耐藥基因可能會(huì)轉(zhuǎn)移到感染細(xì)菌上，這可能導(dǎo)致高致病菌株出現(xiàn)等風(fēng)險(xiǎn)。本文總結(jié)了噬菌體療法在治療全身性疾病方面存在的優(yōu)勢(shì)、弱點(diǎn)及其應(yīng)用前景，希望促進(jìn)噬菌體治療的進(jìn)一步臨床應(yīng)用研究。未來(lái)需要解決的問(wèn)題包括：建立噬菌體的最佳治療方案，并且需要更高水平的臨床試驗(yàn)才能成功地將噬菌體療法轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐。噬菌體或結(jié)合抗生素治療關(guān)節(jié)假體感染的治療方案將會(huì)是一種有極大未來(lái)應(yīng)用前景的治療方法。

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（收稿日期：2024-05-11 修回日期：2024-06-11）