Fágová profylaxe, mýtus nebo naše budoucnost

Bakterie, fágy a živá voda

Bakterie jsou prokaryota, tedy mikroorganismy ve formě buněk, které ještě nemají vytvořené jádro, ale mají skutečnou buněčnou stěnu. Mnoho z nich má bičíky pro pohyb nebo pili (výrůstky buněčné stěny), existují ribozomy, které plavou v cytoplazmě – obecně zcela nezávislý organismus. Viry jsou mnohem jednodušší. Nemají ani buněčnou stěnu – pouze DNA (nebo RNA) ukrytou v proteinovém (někdy lipoproteinovém) obalu. Bakterie jsou ve srovnání s viry inteligentní lidé, kteří žijí život naplno. Viry, stejně jako automaty, se zabývají výhradně vlastní reprodukcí, k čemuž infikují všechny ostatní okolní organismy.

Na konci 19. století anglický bakteriolog E.Kh. Hankin studoval bakteriální složení velké indické řeky Gangy, která je mimochodem považována za jednu z nejšpinavějších řek na světě. Je hrozné pomyslet na to, co a kolik plavalo v Ganze v roce 1896, kdy Hankin prováděl svůj výzkum. Zjistil však velmi zvláštní věc: v místě, kde řeka vstoupila na území města Agra, obsahoval 1 ml vody 100 000 bakterií. A tam, kde řeka opustila město, toto číslo kleslo na 90 kusů na 1 ml. Antibakteriální aktivita městské vody přetrvávala i po důkladné očistě, ale po převaření zmizela. Tajemnému samočištění vody se začalo říkat Hankinův fenomén, ale pak nebylo možné odhalit, jaké je jeho tajemství.

O pár let později náš krajan N.F. Gamaleya napsal článek o tom, jak bacily antraxu náhle zemřely v destilované (očištěné od všech možných nečistot) vodě, načež se tato voda stala smrtící pro další bakterie.

Když se takových popisů nashromáždilo značné množství, vědci objevili bakteriofágy – viry, které požírají bakterie, a to bylo provedeno současně několika výzkumníky, nezávisle na sobě. Ale byl to F. d’Herelle, kdo jako první navrhl použití bakteriofágů pro léčbu infekčních onemocnění způsobených bakteriemi. Za tento nápad byl 8x nominován na Nobelovu cenu, ale nikdy ji nedostal.

Fagoterapie a antibiotika: když zvítězil nejsilnější

Následujících 20–25 let, dokud se svět nedozvěděl o antibiotikách, byly bakteriofágy (nebo jednoduše fágy) účinným lékem na bakteriální infekce.

Aby dokázal bezpečnost virů, které zabíjejí bakterie, vzal d’Herelle spolu s několika lékaři preparát bakteriofágů. Poté byl lék nejprve testován na třech bratrech ve věku 3 až 12 let, kteří trpěli úplavicí. Děti se zotavily do jednoho dne od okamžiku podání drogy a po několika dnech šly domů.

Cholera, která si v Indii a dalších zaostalých zemích vyžádala tisíce životů, byla jednou z prvních nemocí, které byly léčeny bakteriofágy. A jedním ze světových center pro prevenci a léčbu infekčních chorob pomocí fágů byl SSSR, na jehož jihovýchodních územích byla pravidelně zaznamenána masivní ohniska cholery.

V Latinské Americe byly bakteriofágy používány v boji proti úplavici a ve 40. letech minulého století američtí lékárníci vyrobili několik bakteriofágových přípravků pro boj proti streptokokům, stafylokokům, E. coli a dalším infekcím.

A pak přišla antibiotika – léky, které zasáhly přesně cíl. Studie WHO prokázaly, že terapeutický účinek antibiotik je vyšší než u bakteriofágů. Navíc u většiny případů bakteriálních onemocnění stačí k úplnému zvládnutí infekce 3-7denní kúra antibiotiky. U bakteriofágů může toto číslo dosáhnout až měsíc nebo více.

A konečně, širokospektrá antibiotika jsou účinná proti široké škále bakterií – stejný lék lze použít k léčbě mnoha onemocnění a jeho použití nevyžaduje identifikaci patogenu. S bakteriofágy je to obtížnější: každý typ bakterií má svého osobního nepřítele-fága. A tento fág nezničí ostatní mikroby – nežere je, nejsou pro něj zajímaví.

A poslední důležitý bod: je jednodušší a levnější vyrábět antibiotika s daným chemickým vzorcem než pěstovat různé typy bakteriofágů.

Výsledkem bylo, že antibiotika překonala fágy díky své všestrannosti, nízké ceně a účinnosti.

Pravda, jak se ukázalo, prohráli v něčem jiném: bakterie se učí odolávat antibiotikům, vyvíjejí si stále nové a nové obranné mechanismy. A lékaři a vědci stále častěji mluví o nutnosti návratu k bakteriofágům – se všemi svými nedostatky nadále zabíjejí bakterie a neexistuje žádná rezistence.

A na tomto pozadí vyvstává logická otázka: je možné předem naplnit lidské tělo bakteriofágy? Bez čekání, až zaútočí patogenní bakterie a způsobí onemocnění? Tato metoda se nazývá fágová profylaxe.

Fagoprofylaxe: boj o tělo

Myšlenka prevence infekčních onemocnění pomocí fágů také není nová. Ještě v roce 1937 byl proveden rozsáhlý experiment za účasti obyvatel tehdejšího Leningradu (dnes Petrohrad). Experimentu se nevědomky zúčastnilo více než půl milionu lidí ze 4 městských částí. Kurzem fágové profylaxe proti úplavici prošlo 14 tisíc dospělých a dětí. Zbytek populace se stal jakousi kontrolní skupinou. Ukázalo se, že fágová profylaxe snižuje výskyt úplavice 2krát.

Podobný experiment byl proveden ve Stalingradu (dnes Volgograd) a zúčastnilo se ho 1,75 tisíce dětí z 35 školek. Výskyt ve skupině dětí užívajících antidysenterický bakteriofág byl 2,9krát nižší než u ostatních dětí.

A v roce 1947 byla zveřejněna vojenská pozorování, která ukázala, že ošetření ran směsí bakteriofágů, které ničí anaerobní bakterie, snížilo výskyt plynové gangrény o 30 %.

Podobné studie zahrnující děti byly provedeny v Tbilisi (tehdy to bylo hlavní město Gruzínské SSR) – 30 tisíc dětí od 6 měsíců do 7 let, v regionu Gorkého – 3,5 tisíce dětí od 1 roku do 3 let atd. Další skupina obyvatelstva, která se nevědomky účastnila „fágových“ experimentů – vojenský personál. Na počátku 80. let dostávali branci z různých republik Sovětského svazu fágovou profylaxi a placebo. Na Dálném východě během masivního propuknutí akutní úplavice způsobené kontaminovanou pitnou vodou byl výskyt v experimentální skupině 9,5krát nižší než u ostatních vojáků.

V dnešní době jsou fágy srovnávány nejen s antibiotiky, ale také s pro- a eubiotiky. Známé jsou výsledky studie fágového koktejlu určeného k prevenci onemocnění způsobených třemi typy enterobakterií. Ukázalo se, že lék je účinnější než pro- a eubiotika o 28 %, ale nižší než antibiotika – avšak pouze o 10 %.

V posledních letech byly vyvinuty takové fágové koktejly proti celým skupinám bakterií. V roce 2014 tedy ruští mikrobiologové předvedli lék proti alimentárním infekcím způsobeným kmeny Escherichia coli produkujícími toxin Shiga (kmeny STEC, tedy ty, které produkují toxin Shiga, který je pro člověka velmi nebezpečný).

Budoucnost fágové profylaxe: proč to není konečné řešení?

Fágová profylaxe je tedy poměrně účinným řešením pro ochranu člověka před specifickými bakteriemi. Mezi nepochybné výhody fágové profylaxe lze rozlišit následující:

• fágy ničí specifické bakterie, to znamená, že fágy obývající lidské střevo jsou bezpečné pro „hodné“ mikroby, ale zničí ty, které jsou pro ně „potravou“;
• Dosud není znám žádný případ rezistence patogenních bakterií vůči odpovídajícím fágům. To znamená, že bakterie se ještě nenaučily odolávat fágům.

Mezi zřejmé nevýhody fágové profylaxe je třeba poznamenat následující body:

• fágy jsou dobré, pokud jde o epidemii, ať už se děje nebo se očekává. V případě vojenského personálu na Dálném východě to bylo zvláště patrné. Během propuknutí onemocnění jsou lidé se správnými fágy v žaludku lépe chráněni (ale ne 100%). Pokud mluvíme o příznivém klimatu z hlediska infekce, pak je použití fágů drahé a neopodstatněné;
• Výroba fágů je nákladná a trvá déle než antibiotika. Z ekonomického hlediska jsou tedy fágy prospěšné právě během epidemií, zvýšení nemocnosti, ale ne v běžném klidném životě;
• Pro fágy je nemožné bránit se všem bakteriím na světě. I když je pro snížení rizika infekcí způsobených různými kmeny E. coli nutné připravit vícesložkový koktejl, je jasné, že chránit člověka před několika různými nemocemi najednou se stává netriviálním úkolem;
• Konečně zůstává nevyřešena otázka bezpečnosti fágů. Nakonec se s fágovou profylaxií do mikroflóry žaludku zavede celá skupina virů třetích stran. Samozřejmě se zaměřují na konkrétní bakterie, ale za prvé existují oportunní bakterie, to znamená, že je tělo potřebuje v určitých množstvích, a za druhé, je to porušení zavedené střevní ekologie a jak bezpečné je to není dosud zcela znám.