РОЛЬ ФАГОТЕРАПИИ В МОДЕЛИРОВАНИИ МИКРОЭКОСИСТЕМЫ КИШЕЧНИКА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»



УДК 615.339:616.34-008.87

http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-12-183-191

THE ROLE OF PHAGE THERAPY IN THE FORMATION OF THE INTESTINAL MICROECOSYSTEM

Gladkov1 S.F., Perevoshchikova2 N.K. , Chernykh2 N.S., Pichugina1 Yu.S., Surkova1 M.A.

1Yurga city hospital Kemerovo region, Yurga, Russian Federation 2Kemerovo state medical University, Kemerovо, Russian Federation

РОЛЬ ФАГОТЕРАПИИ В МОДЕЛИРОВАНИИ МИКРОЭКОСИСТЕМЫ КИШЕЧНИКА

Гладков1 С.Ф., Перевощикова2 Н.К., Черных2 Н.С., Пичугина1 Ю.С., Суркова1 М.А.

1ГБУЗ Кемеровской области «Юргинская городская больница», г. Юрга, Российская Федерация 2ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Минздрава, г. Кемерово, Российская Федерация

Аннотация. Существующая на сегодняшний день неблагоприятная ситуация, связанная с наличием пандемии аллергических заболеваний, связана с отсутствием научно обоснованной концепции лечения и профилактики. Высокую значимость приобретает возросший интерес исследователей разных стран мира к вопросу формирования иммунологической толерантности путем моделирования микробиоты кишечника. Методы воздействия на микробные сообщества кишечника ребенка должны быть максимально деликатными, учитывать индивидуальные генетические особенности микроэкосистемы и возможность развития анафилаксии. До настоящего времени для коррекции дисбиоза широко применялись пробиотические препараты, однако постепенно накапливаются данные об отсутствии убедительной доказательной базы их применения для лечения и профилактики атопии. Весьма актуальным и одним из перспективных, активно изучаемых направлений коррекции биоценоза кишечника на сегодня является применение бактериофагов, которые являются альтернативой лечению антибиотиками и пробиотическими препаратами. Селективная декон-таминация представителей условно-патогенной флоры, как основного фактора реализации атопиче-ского фенотипа, дает возможность сохранить и ускорить становление уникального и индивидуального состава микробиоты кишечника ребенка, способного сформировать иммунорегуляторный баланс. Более чем столетний опыт применения бактериофагов свидетельствует о безопасности их применения. На сегодняшний день бактериофаги активно используется в различных областях практической медицины - акушерстве-гинекологии, перинаталогии, урологии, детской

Abstract. The current adverse situation associated with the presence of a pandemic of allergic diseases is due to the lack of a scientifically based concept of treatment and prevention. The increased interest of researchers from different countries in the formation of immunolog-ical tolerance by modeling the intestinal microbiota is of high importance. Methods of influence on the microbial communities of the child's intestine should be as delicate as possible, taking into account the individual genetic characteristics of the microecosystem and the possibility of anaphylaxis. Until now, probiotic drugs have been widely used to correct dysbiosis, but data is gradually accumulating that there is no convincing evidence base for their use for the treatment and prevention of atopy. The use of bacteriophages is very relevant and one of the promising, actively studied areas of correction of intestinal biocenosis today, which are an alternative to antibiotic and probiotic medications. Selective decontamination of representatives of opportunistic flora, as the main factor in the implementation of the atopic phenotype, makes it possible to preserve and accelerate the formation of a unique and individual composition of the intestinal microbiota of the child, which can form an immunoregulatory balance. More than a century of experience in the use of bacteriophages indicates the safety of their use. Today, bacteriophages are actively used in various fields of practical medicine -obstetrics-gynecology, perinatology, urology, pediatric otorhinolaryngology, in the treatment of purulent-septic and intestinal infections. In some cases, bacteriophages are very effective against antibiotic-resistant pathogens. The active personalized use of bacteriophages in real clinical practice will make it possible to solve a number

оториноларингологии, в лечении гнойно-септических и кишечных инфекций. В некоторых случаях бактериофаги оказываются очень эффективными в отношении антибиотикорезистентных возбудителей. Активное персонализированное применение бактериофагов в реальной клинической практике позволит решить ряд серьезных, давних проблем здравоохранения Российской Федерации и завоевать в этом направлении мировой приоритет.

Ключевые слова: бактериофаги, микробиота кишечника, аллергические заболевания, первичная профилак-

of serious, long-standing health problems in the Russian Federation and to win a world priority in this direction.

Keywords: allergic diseases, primary prevention, intestinal microbiota, bacteriophages.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

[1] Бродский, А.К. Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения // Сборник трудов Зоологического музея МГУ им. М.В. Ломоносова. 2016. Том 54. С.380-396.

[2] Manlal R.S., Saha S., Das S. Metagenomik Surveys of Gut Microbiota. Genomics Proteomics Bioinformat-ics. 2015. vol.13, no 3. P.148-158. DOI: 10.1016/j.gpb.2015.02.005

[3] Онтогенез и дизонтогенез микробиоты кишечника у детей раннего возраста: триггерный механизм нарушений детского здоровья /И.И. Беляева [и др.] // Вопросы современной педиатрии. 2017. Том 16. №1. С .29-38. DOI: 10.15690/vsp.v16i1.1692

[4] Haahtela T. What is needed for allergic children? Pe-diatr Allergy Immunol. 2014. vol. 25. P. 21-24.

[5] Li M., Wang M., Donovan S.M. Early development of the gut microbiome and immune-mediated childhood disorders. Semin Reprod Med. 2014. vol. 32. no 1. P. 74-86. DOI: 10.1055/s-0033-1361825

[6] Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы (пересмотр 2014 г.) / под ред. А.С. Белявского. М.: Российское респираторное общество, 2015. 148 с.

[7] Иммунитет и атопия. Особенности у детей / О.П. Гурина [и др.] // Медицина: теория и практика. 2019. Том 4. №1. С. 233-240.

[8] Современный взгляд на формирование микро-биоты пищеварительного тракта у детей первого года жизни / Л.К. Антонова [и др.] // Современные проблемы науки и образования. 2018. №6. [Электронный ресурс]. URL: http://science-educa-tion.ru/ru/article/view?id=28289 (дата обращения: 16.10.2020)

[9] Sun M., He C., Cong Y., Liu Z. Regulatory immune cells in regulation of intestinal inflammatory response to microbiota. Mucosal Immunol. 2015. vol. 8. no 5. P. 969-978. DOI: 10.1038/mi.2015.49

[10] Эффективность стратегии достижения и поддержания контроля над бронхиальной астмой в условиях реальной клинической практики: данные многоцентрового исследования СТРЕЛА-АСТ / Е.С. Куликов [и др.] // Пульмонология. 2010. № 1. С. 80-86. DOI: 10.18093/0869-0189-2010-1-80-86

REFERENCES

[1] Brodskiy, A.K. Bioraznoobrazie: problemy i per-spektivy sokhraneniya // Sbornik trudov Zoo-logicheskogo muzeya MGU im. M.V. Lomono-sova. 2016. Tom 54. S.380-396.

[2] Manlal R.S., Saha S., Das S. Metagenomik Surveys of Gut Microbiota. Genomics Proteomics Bi-oinformatics. 2015. vol.13, no 3. P.148-158. DOI: 10.1016/j.gpb.2015.02.005

[3] Ontogenez i dizontogenez mikrobioty kishechnika u detey rannego vozrasta: triggernyy mekhanizm narusheniy detskogo zdorov'ya /LI. Belyaeva [i dr.] // Voprosy sovremennoy pediatrii. 2017. Tom 16. №1. S .29-38. DOI: 10.15690/vsp. v16i1.1692

[4] Haahtela T. What is needed for allergic children? Pediatr Allergy Immunol. 2014. vol. 25. P. 21-24.

[5] Li M., Wang M., Donovan S.M. Early development of the gut microbiome and immune-mediated childhood disorders. Semin Reprod Med. 2014. vol. 32. no 1. P. 74-86. DOI: 10.1055/s-0033-1361825

[6] Global'naya strategiya lecheniya i profilaktiki bronkhial'noy astmy (peresmotr 2014 g.) / pod red. A.S. Belyavskogo. M.: Rossiyskoe respiratornoe obshchestvo, 2015. 148 s.

[7] Immunitet i atopiya. Osobennosti u detey / O.P. Gurina [i dr.] // Meditsina: teoriya i praktika. 2019. Tom 4. №1. S. 233-240.

[8] Sovremennyy vzglyad na formirovanie mikrobioty pishchevaritel'nogo trakta u detey pervogo goda zhizni / L.K. Antonova [i dr.] // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2018. №6. [El-ektronnyy resurs]. URL: http://science-educa-tion.ru/ru/article/view?id=28289 (data obrash-cheniya: 16.10.2020)

[9] Sun M., He C., Cong Y., Liu Z. Regulatory immune cells in regulation of intestinal inflammatory response to microbiota. Mucosal Immunol. 2015. vol. 8. no 5. P. 969-978. DOI: 10.1038/mi.2015.49

[10] Effektivnost' strategii dostizheniya i pod-derzhaniya kontrolya nad bronkhial'noy astmoy v usloviyakh real'noy klinicheskoy praktiki: dannye mnogotsentrovogo issledovaniya STRELA-AST / E.S. Kulikov [i dr.] // Pul'monologiya. 2010. № 1.

[11] Кузнецова М.В., Карпунина Т.И., Авдеева Н.С. Мониторинг колонизации условно - патогенной микрофлоры новорожденных в период пребывания в лечебных учреждениях // Медицинский альманах. 2011. № 6. С. 156-159.

[12] Захарова И.Н., Дмитриева Ю.А. Кишечная микро-биота и применение пробиотиков с позиции доказательной медицины // Consilium Medicum. Педиатрия (Прил.). 2016. № 4. С. 24-28.

[13] Кишечная микробиота и аллергия. Про - и пребио-тики в профилактике и лечении аллергических заболеваний / С.Г. Макарова [и др.] // Педиатрическая фармакология. 2019. Том 16. №1. С. 7-18. DOI: 10.15690/pf.v16i1.1999.

[14] Смирнова Г.И. Микробиота кишечника и использование пробиотиков в профилактике и лечении атопического дерматита у детей // Лечащий врач. 2016. № 1. С. 6-10.

[15] Стасюк О.У., Андреева И.В. Современные представления об эффективности и практические подходы к применению пробиотиков в клинической практике: фокус на Lactobacillus rhamnosus GG и Bifidobacterium lactis Bb 12 // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2019. Том 21. №2. С 100-118. DOI: 10.36488/cmac.2019.2.100-118

[16] Czaplewski L., Bax R., Clokie M., Dawson M., Fair-head H., Fischetti V.A., Foster S., Gilmore B.F., Hancock R. E. W., Harper D., Henderson I.R., Hilpert K., Jones B.V., Kadioglu A., Knowles D., Olafsdottir S., Payne D., Projan S., Shaunak S., Silverman J., Thomas Ch.M., Trust T. J., Warn P., Rex J.H. Alternatives to antibiotics - a pipeline portfolio review. Lancet. Infect. Dis. 2016. vol.16. no 2. P. 239-51. Doi: 10.1016/S1473-3099(15)00466-1

[17] Sansom C. Phage therapy for severe infections tested in the first multicentre trial. Lancet Infect. Dis. 2015. vol.15. no 12. P. 1384-1385. DOI: 10.1016/S1473-3099(15)00420-X

[18] Попова А.К., Кожевников М.А. История открытия и начала использования бактериофагов с целью антимикробной терапии // Молодой ученый. 2019. №30. С.36-38. [Электронный ресурс]. URL https://moluch.ru/archive/268/61787/ (дата обращения: 16.10.2020)

[19] Зурабов А.Ю., Жиленков Е.А., Попова В.М. Снова о фаготерапии: что не так, а что так? // Медицинский совет. 2016. №16. С 44-50. DOI: 10.21518/2079-701X-2016-16-44-50

[20] Рациональное применение бактериофагов в лечебной и противоэпидемической практике. Федеральные клинические рекомендации. Москва, 2014. 39 с.

[21] Бехтерева М.К. Место бактериофагов в диагностике, терапии и профилактике инфекционных заболеваний ЖКТ // Современная медицина. 2019. №3 (15). С 69-74.

S. 80-86. DOI: 10.18093/0869-0189-2010-1-8086

[11] Kuznetsova M.V., Karpunina T.I., Avdeeva N.S. Monitoring kolonizatsii uslovno - patogennoy mikroflory novorozhdennykh v period pre-byvaniya v lechebnykh uchrezhdeniyakh // Med-itsinskiy al'manakh. 2011. № 6. S. 156-159.

[12] Zakharova I.N., Dmitrieva Yu.A. Kishechnaya mikrobiota i primenenie probiotikov s pozitsii dokazatel'noy meditsiny // Consilium Medicum. Pediatriya (Pril.). 2016. № 4. S. 24-28.

[13] Kishechnaya mikrobiota i allergiya. Pro - i prebi-otiki v profilaktike i lechenii allergicheskikh zabolevaniy / S.G. Makarova [i dr.] // Pediatrich-eskaya farmakologiya. 2019. Tom 16. №1. S. 7-18. DOI: 10.15690/pf.v16i1.1999.

[14] Smirnova G.I. Mikrobiota kishechnika i ispol'zovanie probiotikov v profilaktike i lechenii atopicheskogo dermatita u detey // Lechashchiy vrach. 2016. № 1. S. 6-10.

[15] Stasyuk O.U., Andreeva I.V. Sovremennye pred-stavleniya ob effektivnosti i prakticheskie pod-khody k primeneniyu probiotikov v klinicheskoy praktike: fokus na Lactobacillus rhamnosus GG i Bifidobacterium lactis Bb 12 // Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya. 2019. Tom 21. №2. S 100-118. DOI: 10.36488/cmac.2019.2.100-118

[16] Czaplewski L., Bax R., Clokie M., Dawson M., Fairhead H., Fischetti V.A., Foster S., Gilmore B.F., Hancock R. E. W., Harper D., Henderson I.R., Hilpert K., Jones B.V., Kadioglu A., Knowles D., Olafsdottir S., Payne D., Projan S., Shaunak S., Silverman J., Thomas Ch.M., Trust T. J., Warn P., Rex J.H. Alternatives to antibiotics - a pipeline portfolio review. Lancet. Infect. Dis. 2016. vol.16. no 2. P. 239-51. Doi: 10.1016/S1473-3099(15)00466-1

[17] Sansom C. Phage therapy for severe infections tested in the first multicentre trial. Lancet Infect. Dis. 2015. vol.15. no 12. P. 13841385. DOI: 10.1016/S1473-3099(15)00420-X

[18] Popova A.K., Kozhevnikov M.A. Istoriya ot-krytiya i nachala ispol'zovaniya bakteriofagov s tsel'yu antimikrobnoy terapii // Molodoy uchenyy. 2019. №30. S.36-38. [Elektronnyy resurs]. URL https ://moluch. ru/archive/268/61787/ (data obrashcheniya: 16.10.2020)

[19] Zurabov A.Yu., Zhilenkov E.A., Popova V.M. Snova o fagoterapii: chto ne tak, a chto tak? // Med-itsinskiy sovet. 2016. №16. S 44-50. DOI: 10.21518/2079-701X-2016-16-44-50

[20] Ratsional'noe primenenie bakteriofagov v lechebnoy i protivoepidemicheskoy praktike. Fed-eral'nye klinicheskie rekomendatsii. Moskva, 2014. 39 s.

[21] Bekhtereva M.K. Mesto bakteriofagov v diagnos-tike, terapii i profilaktike infektsionnykh

[22] Global antimicrobial resistance surveillance system (GLASS). Report Early implementation. World Health Organization. 2016-2017. 164 p.

[23] Распоряжение Правительства РФ от 30 марта 2019 г. № 604-р «Об утверждении плана мероприятий на 2019-2024 гг. по реализации Стратегии предупреждения распространения антимикробной резистентности в РФ на период до 2030 г.» [Электронный ресурс]. URL: http://base.garant.ru/70571454 (дата обращения: 16. 10. 2020).

[24] Додова Е.Г., Горбунова Е.А., Аполихина И. А. По-стантибиотиковая эра: бактериофаги как лечебная стратегия // Медицинский совет. 2015. №11. С 4953.

[25] Büttner C.R., Wu Y., Maxwell K.L., Davidson A.R. Baseplate assembly of phage Mu: Defining the conserved core components of contractile-tailed phages and related bacterial systems. Proc Natl Acad Sci USA. 2016. vol. 113. no 36. P. 10174-10179. DOI: 10.1073/pnas. 1607966113

[26] Chhibber S., Kumari S. Application of Therapeutic Phages in Medicine. Bacteriophages: edited by Ipek Kurtboke. InTech. 2012. P. 139-158. DOI: 10.5772/34296

[27] Мохов Е.М., Кадыков В.А., Морозов А.М. Перспективы применения бактериофагов в хирургии острого аппендицита // Современные проблемы науки и образования. 2017. № 2. [Электронный ресурс]. URL: http://science-education.ru/ru/arti-cle/view?id=26384 (дата обращения: 16.10.2020)

[28] Костюкевич О.И. Применение бактериофагов в клинической практике: эпоха Возрождения // РМЖ. 2015. № 21. С. 1258-1262.

[29] Артемьева Е.С. Возможности применения бактериофагов в оториноларингологии // Медицинский совет. 2018. №20. С. 24-28. DOI: 10.21518/2079-701X-2018-20-24-28

[30] Перевощикова Н.К., Гладков С.Ф., Черных Н.С. Возможности профилактики аллергических заболеваний с учетом региональных особенностей // Мать и Дитя в Кузбассе. 2017. № 2. С. 38-46.

[31] Дроздова О.М., Брусина Е.Б. Применение бактериофагов в эпидемиологической практике: взгляд через столетие // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2010. № 5. С. 20- 24. DOI: https://doi.org/10.17816/EID40456

[32] Создание отечественной коллекции бактериофагов и принципы разработки лечебно-профилактических фаговых препаратов / А.Ю. Зурабов [и др.] // Биомедицина. 2012. № 1. С. 134-138.

[33] Захаренко С.М. Бактериофаги: современные аспекты применения, перспективы на будущее // Медицинский Совет. 2013. №10. С. 72-75. DOI: 10.21518/2079-701X-2013-10-72-75.

zabolevaniy ZhKT // Sovremennaya meditsina. 2019. №3 (15). S 69-74.

[22] Global antimicrobial resistance surveillance system (GLASS). Report Early implementation. World Health Organization. 2016-2017. 164 p.

[23] Rasporyazhenie Pravitel'stva RF ot 30 marta 2019 g. № 604-r «Ob utverzhdenii plana meropriyatiy na 2019-2024 gg. po realizatsii Strategii preduprezhdeniya rasprostraneniya antimikrobnoy rezistentnosti v RF na period do 2030 g.» [El-ektronnyy resurs]. URL: http://base.gar-ant.ru/70571454 (data obrashcheniya: 16. 10. 2020).

[24] Dodova E.G., Gorbunova E.A., Apolikhina I.A. Postantibiotikovaya era: bakteriofagi kak lechebnaya strategiya // Meditsinskiy sovet. 2015. №11. S 49-53.

[25] Büttner C.R., Wu Y., Maxwell K.L., Davidson A.R. Baseplate assembly of phage Mu: Defining the conserved core components of contractile-tailed phages and related bacterial systems. Proc Natl Acad Sci USA. 2016. vol. 113. no 36. P.10174-10179. DOI: 10.1073/pnas.1607966113

[26] Chhibber S., Kumari S. Application of Therapeutic Phages in Medicine. Bacteriophages: edited by Ipek Kurtboke. InTech. 2012. P. 139-158. DOI: 10.5772/34296

[27] Mokhov E.M., Kadykov V.A., Morozov A.M. Per-spektivy primeneniya bakteriofagov v khirurgii os-trogo appenditsita // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2017. № 2. [Elektronnyy resurs]. URL: http: //science -education. ru/ru/arti-cle/view?id=26384 (data obrashcheniya: 16.10.2020)

[28] Kostyukevich O.I. Primenenie bakteriofagov v klinicheskoy praktike: epokha Vozrozhdeniya // RMZh. 2015. № 21. S. 1258-1262.

[29] Artem'eva E.S. Vozmozhnosti primeneniya bak-teriofagov v otorinolaringologii // Meditsinskiy so-vet. 2018. №20. S. 24-28. DOI: 10.21518/2079-701X-2018-20-24-28

[30] Perevoshchikova N.K., Gladkov S.F., Chernykh N.S. Vozmozhnosti profilaktiki allergicheskikh zabolevaniy s uchetom regional'nykh osoben-nostey // Mat' i Ditya v Kuzbasse. 2017. № 2. S. 38 46.

[31] Drozdova O.M., Brusina E.B. Primenenie bakteriofagov v epidemiologicheskoy praktike: vzglyad cherez stoletie // Epidemiologiya i infektsionnye bolezni. 2010. № 5. S. 20- 24. DOI: https://doi.org/10.17816/EID40456

[32] Sozdanie otechestvennoy kollektsii bakteriofagov i printsipy razrabotki lechebno-profilakticheskikh fagovykh preparatov / A.Yu. Zurabov [i dr.] // Bi-omeditsina. 2012. № 1. S. 134-138.

[33] Zakharenko S.M. Bakteriofagi: sovremennye aspekty primeneniya, perspektivy na budushchee //

Meditsinskiy Sovet. 2013. №10. S. 72-75. DOI: 10.21518/2079-701X-2013-10-72-75.

Author Contributions. Gladkov S.F. - search and analysis of literature, statistical processing of results, writing the text of the article; Perevoshchikova N.K. - editing the results of clinical trials; Black N. S. - editing the results of clinical trials; Pichugina Yu.S. - selection and analysis of medical records; Surkova M.A. - selection and analysis of medical records.

Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest.

Gladkov S.F. - ORCID ID: 0000-0002-9088-7914 Perevoshchikova N.K. - ORCID: 0000-0002-4571-7932 Chernykh N.S. - ORCID: 0000-0001-5164-7494 Pichugina Yu.S. - ORCID: 0000-0002-2628-6081 Surkova M.A. - ORCID: 0000-0001-9514-2244

Вклад авторов. Гладков С. Ф. - поиск и анализ литературы, статистическая обработка результатов, написание текста статьи; Перевощикова Н.К. - редактирование результатов клинических исследований; Черных Н.С. - редактирование результатов клинических исследований; Пичугина Ю. С. - подбор и анализ медицинских карт; Суркова М. А. - подбор и анализ медицинских карт.

Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Гладков С.Ф.- ОКСЮ Ю: 0000-0002-9088-7914 Перевощикова Н.К. - ОКСЮ: 0000-0002-4571-7932 ЧерныхН.С.- ОКСЮ: 0000-0001-5164-7494 Пичугина Ю.С. - ОКСЮ: 0000-0002-2628-6081 Суркова М.А. - ОКСЮ: 0000-0001-9514-2244

Введение. На сегодняшний день большой интерес для современной науки представляет концепция биологического разнообразия, являющаяся уникальной особенностью живой природы, обеспечивающая стабильность и устойчивость экосистемы, неотъемлемой частью которой является человек. Изменения внешней среды обусловлены не только увеличением или уменьшением абсолютного числа представителей флоры и фауны планеты, но и всех микроорганизмов, расположенных на ее поверхности [1]. Взаимосвязь сим-биотических микроорганизмов природной среды (экобиома) с микробиотопами и микробиомом человека в целом определяет его иммунологическую толерантность. Микробиота кишечника — эволюционно сложившаяся, сбалансированная микроэкосистема комменсальных симбиотиче-ских и условно-патогенных микроорганизмов (УПМ), поддерживающая и модулирующая тонкое равновесие иммунных реакций макроорганизма в предлагаемых условиях внешней среды [2,3]. Бактерии, расположившись в предложенных организмом экологических нишах (кожа, желудочно-кишечный, респираторный тракт, моче-выделительная система, плацента и др.), образуют сложные межвидовые сообщества с присущим для них метаболизмом, определяя колонизационную активность в оптимальных для себя средовых

условиях. Настойчиво усиливающиеся негативные процессы воздействия на окружающую среду ведут к срыву адаптационных механизмов и, как следствие, развитию патологических состояний и болезней, в том числе аллергических [4,5].

Аллергия является серьезной проблемой мирового здравоохранения. По прогнозам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) XXI век станет веком аллергии. В последние годы отмечается устойчивая тенденция к увеличению частоты аллергических заболеваний (АЗ) у детей и появлению тяжелых, атипичных, резистентных к традиционным видам лечения форм. Сегодня уже не удивляет ситуация наличия у каждого человека в мире эпизода какой-либо аллергической реакции, проявления которой разнообразны и многогранны и могут носить эпизодический или хронический характер. По утверждению Всемирной организации по аллергии (World Allergy Organization, WAO) различные проявления АЗ имеет каждый второй пациент [6]. Ежегодное ухудшение характеристик окружающей среды, снижение качества продуктов питания и как следствие расширение спектра потенциально опасных аллергенов обуславливает наличие у 90% детей первого года жизни кожных проявлений аллергии, как правило, с ранним дебютом и тяжелым течением. Европейская Академия Аллергологии и

Клинической Иммунологии (European Academy of Allergy and Clinical Immunology, EAACI) в июле 2017 г. обнародовала данные в отношении «аллергического кризиса в Европе» и необходимости принятия срочных мер по его преодолению. В России от 17,5% до 35% населения страдают тем или иным АЗ, большую долю среди них занимает бронхиальная астма, объективно же показатель заболеваемости на порядок выше [7].

Известно, что АЗ, начинаясь в раннем детском возрасте с гастроинтестинальных проявлений пищевой аллергии, имеют стадийность в виде фаз атопического марша, приводя последовательно к атопическому дерматиту (АтД), аллергическому риниту и бронхиальной астме. Главным механизмом формирования аллергии признаны нарушения феномена оральной толерантности. Становление пищевой толерантности и снижение риска развития ТЪ2-иммунного ответа зависят от формирования динамического равновесия сим-биотной флоры кишечника [8].

В настоящее время имеется достаточное количество результатов исследований, в том числе и многоцентровых, свидетельствующих о роли кишечной микробиоты в формировании ато-пического фенотипа человека. Выявлены нарушения видового разнообразия микробиоты у новорожденных из группы риска по атопии. Медленное становление бифидофлоры кишечника приводит к замещению ее на смешанные полимикробные биопленки, представленные полирезистентными штаммами УПМ, что обуславливает нарушение процесса формирования иммунологической толерантности и вызывает аутосенсибилиза-цию с развитием аллергических реакций по IgE-зависимому типу [9,10]. По некотором данным, основной причиной этих процессов является нарушение механизмов конкурентного взаимодействия лакто- и бифидофлоры младенца с агрессивными штаммами госпитального происхождения. Анализ бактериальных высевов детей первого года жизни, страдающих дисбиозом, выявил наличие представителей семейств Micrococcaceae Staphylococcus aureus и Enterobacteriaceae Klebsiella pneumonieae, Klebsiella oxytoca, а оценка антибиотикочувстви-тельности культур подтвердила их госпитальное происхождение [11].

До настоящего времени главным направлением коррекции дисбиотических нарушений для формирования колонизационной резистентности микрофлоры кишечника являлось применение пробиотических препаратов [12,13]. Однако в

последние годы увеличивается информация об отсутствии убедительной доказательной базы применения пробиотиков для лечения и профилактики атопии [14]. Вместе с тем активно проводятся исследования эффективности коррекции нарушений микробиоты с помощью селективной деконтаминации УПМ бактериофагами, которые являются альтернативой лечению антибиотиками и пробиотическими препаратами [15]. История бактериофагов началась с изучения антибактериального эффекта воды реки Ганг, описанного в 1896 г. английским бактериологом Э.Ханкиным во время эпидемии холеры в Индии. Учёный предположил, что вода при прохождении через бактериальный фильтр приобретала «целебные свойства». Впоследствии этот феномен был назван «парадоксом Ханкина». В 1898 г. русский микробиолог Н.Ф. Гамалея в своих трудах, посвященных исследованию сибирской язвы, установил и описал способность раствора дистиллированной воды разрушать культуры возбудителя Bacillus anthracis неизвестным агентом. Только в 1917 г. английский микробиолог Ф.Туорта совместно с канадско-французским ученым Ф. дЭр-рель независимо друг от друга описали агенты, вызывающие разрушение бактерий, которые Ф.дЭррелль назвал бактериофагами («пожирателями бактерий»).

Большой опыт в исследованиях и практическом применении бактериофагов имела Советская Россия. В 1917 г. российский микробиолог, основоположник фаготерапии Г.Г. Элиава случайно обнаружил бактерицидное действие реки Кура в одно время с опубликованием Ф.дЭрре-лем итогов своего открытия. В результате плодотворного сотрудничества исследователей в 1923 г. была организована первая в СССР лаборатория, которая впоследствии была преобразована в Тбилисский институт микробиологии, эпидемиологии и бактериофагов. В последующие десятилетия производство фагов и фаговых «коктейлей» успешно развивалось. Огромное количество производственных форм применялись в условиях лечебных стационаров, имелся свободный доступ в аптечной сети, ежегодно увеличивалось количество промышленных предприятий, производящих фаговые лекарственные формы не только в Советском Союзе, но и в странах социалистического лагеря - Польше, Чехословакии. Активное производство бактериофагов для терапевтических целей началось в 1940-х гг. в НПО «Микроген». В настоящее время предприятие является крупнейшим отечественным производителем

иммунобиологических препаратов, вакцин, анатоксинов, сывороток, препаратов крови, в том числе и бактериофагов. С 2009 г. на фармацевтическом рынке присутствует производитель бактериофагов «ООО НПЦ Микромир». Пополнение фаговой части коллекции происходит с использованием собственной уникальной методики выделения бактериофагов из природной среды. Одним из последних достижений компании является создание линейки фаговых препаратов на гелевой основе (Отофаг, Фагодент, Фагодерм, Фагогин). За рубежом также активно проводятся исследования эффективности бактериофагов. К примеру, с июля 2015 г. по январь 2017 г. проводилось международное проспективное мультицентровое рандомизированное простое слепое контролируемое клиническое исследование PhagoBum, в котором оценивалась эффективность фаготерапии ожоговых ран, инфицированных Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa ( фаза I-II клинических испытаний). В ноябре 2015 г. американская компания AmpliPhi Bioscience Corporation начала исследование I фазы, посвященное трем препаратам: Ampliphage-001 - бактериофагу, предназначенному для лечения пациентов с легочной инфекцией, вызванной сине-гнойной палочкой на фоне муковисцидоза; Ampliphage-002 - бактериофагу для лечения пациентов с осложнёнными инфекциями кожи и мягких тканей, вызванных Staphylococcus aureus; Ampliophage-004 - бактериофагу против Clostridium difficile. Первые два препарата прошли доклинический этап исследования и входят сейчас в I фазу клинических испытаний. Данные базы PubMed свидетельствуют о ежегодном увеличении количества медицинских изданий, освещающих темы лечебного и профилактического применения бактериофагов. На сегодняшний день, бактериофаги остаются одним из самых эффективных средств реагирования на бактериальную угрозу [16, 17,18].

Бактериофаги — это уникальное явление природы, с одной стороны, за счет простоты своего строения, с другой - в связи с колоссальным разнообразием морфологии и потенциала действия [19, 20]. Результаты исследования зарубежных ученых показали, что бактериофаги являются важным компонентом микробиома. В ходе проведенного анализа высокопроизводительного секве-нирования получены заключения о совместном сосуществовании с экосистемой кишечника, существенном влиянии бактериофагов на УПМ и моделирование микробиома [21]. Возрождение

интереса к бактериофагам в последние годы связанно с появлением новых антибиотикорези-стентных (АБР) форм микроорганизмов. Список АБР бактерий возглавляют Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Salmonella spp. В 2016 г. в США была выявлена пациентка со случаем заражения новым подвидом кишечной палочки, устойчивой к колистину - антибиотику «последнего резерва», не применяемому ни в одной отрасли производства. По расчетам британского исследования Review on Antimicrobial Resistance к 2050 г. от АБР будет умирать больше людей, чем от рака и диабета вместе взятых [22, 23].

Бактериофаг представляет собой высокотехнологичный биологический нанообъект биосферы (100 нм), содержащий уникальную генетическую программу, способный проникнуть внутрь бактериальной клетки и размножиться, вызывая ее разрушение. Фаговая частица состоит из головки (нуклеокапсида), который может иметь икосаэдрическую, сферическую, лимоно-подобную и плеоморфную форму диаметром 45140 нм, а также отростка (хвоста) диаметром 1040 нм и длиной 100-200 нм (рис 1) .

65 н M

Рис. 1. Строение фаговой частицы (Т-четного бактериофага) (Источник: сайт studyblue.com) Fig.1. Phage particle structure (T-even bacteriophage) (Source: studyblue.com website)

Капсид содержит плотноупакованную молекулу ДНК или реже РНК, длина которой составляет 60-70 мкм, некоторое количество белка ферментов, которые участвуют в процессе первичной транскрипции генетического материала. Отросток представляет собой белковую трубку,

окруженную чехлом из белков, способных сокращаться, обнажая часть стержня и стыкуясь с кап-сидом с помощью портала (белкового кольца). На конце отростка расположена гексагональная ба-зальная пластинка с шиповидными выростами и тонкими длинными нитями для распознавания и фиксации на бактерии. Расположенный здесь ли-зоцим и АТФаза, обеспечивающая энергией бактериофаг, предназначены для растворения пепти-догликана и доставки нуклеиновой кислоты в бактериальную клетку [24]. Взаимодействие фага с бактериальной клеткой происходит по литиче-скому пути и включает 5 основных этапов: связывание с рецепторами клетки, трансфекцию — лизис муреина пептидогликанового слоя бактериальной клетки и проникновение ДНК фага внутрь, ингибирование синтеза белков хозяина и переключение на синтез собственных белков, регулировку собственного белкового синтеза и сборку вирионов с последующим лизисом бактериальной мембраны и выходом из клетки. Адгезия бактериофага на поверхность клетки осуществляется с помощью длинных хвостатых фибрилл посредством LPS-рецепторов. В процессе взаимодействия происходит конформация базальной пластинки из гексагональной в шестиконечную, что приводит к сокращению хвоста и проникновению хвостовой трубки внутрь клетки при помощи белков gp5 и gp27. Комплекс gp белков содержит функциональный домен, обладающий свойством пептидогликанлизирующего фермента (ПЛФ), позволяющий разрушить слой пептидогликана и внедрить ДНК фага внутрь клетки. После этапа трансфекции происходит блокирование процессов репликации, транскрипции и трансляции клетки, кроме синтеза РНК-полимеразы и фактора регуляции транскрипции Rho, которые в дальнейшем используются фагом, запуская процесс синтеза собственных белков, которые в свою очередь осуществляют блокировку хозяйского белкового синтеза белка Alc, разрушение хозяйской ДНК белка Ndd. Процесс трансфекции и каскад белковых реакций приводит к структурным изменениям липидного состава мембраны клетки хозяина, повышает ее хрупкость и облегчает выход зрелых вирионов из клетки. Для полного разрушения пептидогликанового слоя бактериофаг использует собственный gpe белок - собственный растворимый ПЛФ, который накапливается в клетке до момента взаимодействия с клеточной мембраной. Белок gpt, образующийся на поздних стадиях жизненного цикла фага как продукт взаимодействия белка gpe и пептидогликана,

окончательно нарушает клеточный метаболизм, завершает конечный литический цикл клетки и посредством образовавшихся пор приводит к высвобождению из клетки-хозяина вновь образованных фаговых частиц [25].

Практические врачи, особенно педиатрического профиля, должны четко представлять возможности и перспективы фаготерапии, в том числе в профилактических целях. Опасения клиницистов обычно вызывает вопрос, как себя поведет живой «дикий» вирус в лекарственной форме и как именно будет действовать в организме человека. Однако более чем столетний опыт применения бактериофагов свидетельствует об их безопасности, поскольку предназначены они для уничтожения только патогенных и условно-патогенных для человека бактерий [26, 27]. На сегодняшний день одной из активно применяемых бактериофаги областей медицины является акушерство-гинекология и перинатология. Еще в 1940 г. Г.И. Цициа-швили впервые применил бактериофаги для ин-стилляции матки при послеродовых эндометритах, что способствовало сокращению продолжительности заболевания в 4 раза. В литературном обзоре Костюкевич О.В. (2015) представлены положительные результаты использования фаготерапии для лечения гестационного пиелонефрита [28]. Широкое практическое применение фаготерапия получила в урологии (Пушкарев и соавт., А.М.1999), хирургии (Хайруллина И.Н. и соавт., 2002). В педиатрической практике для лечения патологии верхних дыхательных путей (ринуси-нуситов, тонзиллитов, ларингитов, фарингитов) активно используются пиобактериофаг, противовоспалительное и иммунорегуляторное действие которого позволяет активировать процесс фагоцитоза и сокращать сроки воспалительного процесса [29]. Доказана эффективность использования бактериофагов для профилактики и лечения АтД у детей путем коррекции нарушений микро-симбиоценоза кишечника [30]. Продемонстрирован положительный эффект бактериофагов в лечении внутрибольничных гнойно-септических и кишечных инфекций [31]. Понимание тонких механизмов взаимодействия бактериофагов с патогенными бактериями и симбиотических связей позволит в полной мере использовать их мощный терапевтический потенциал [32]. Преимущества бактериофагов перед антибиотиками существенны и очевидны. Препараты бактериофагов активно используются в клинической практике наряду с антибиотиками, иногда превосходя их по

активности в отношении антибиотикорезистент-ных возбудителей [33].

Заключение. В последние годы отмечается повышение интереса к проблеме применения бактериофагов в медицинской сфере. Морфология ви-риона, способы и формы его взаимодействия с белковыми структурами бактериальной клетки, наличие белков для совместной репликации фаговой и бактериальной нуклеиновых кислот исключает возможность воздействия на собственные

клетки человека. Очень важно исключить опасение клиницистов использовать в своей практике бактериофаги. В настоящее время все производственные формы бактериофагов, предлагаемые аптечными сетями, являются препаратами из аттестованных коллекций. Активное персонализированное применение бактериофагов в реальной клинической практике позволит решить ряд серьезных, давних проблем здравоохранения Российской Федерации и завоевать в этом направлении мировой приоритет.

Ответственный за переписку: Гладков Сергей Федорович - врач аллерголог-иммунолог, ГБУЗ Кемеровской области «Юргинская городская больница», г. Юрга, Российская Федерация, E-mail: [email protected]

Corresponding author: Gladkov Sergey Fedorovich - is an allergist and immunologist, Yurginskaya city hospital Kemerovo region, Yurga, Russian Federation,

E-mail doctor.gladkov@gmail com