Оценка соотношения результатов спот-тестов и тестов бляшкообразующей активности бактериофагов актуальных патогенов

Актуальность. Получение чистых пятен лизиса, с допущением наличия отдельных колоний вторичного роста, в спот-тестах является критерием оценки эффективности терапевтических бактериофагов. Вместе с тем известен ряд механизмов, по которым происходит фаговый лизис бактерий на газонах, не сопровождающийся репликацией вируса.
Цель. Оценка соотношения результатов спот-тестов и тестов, основанных на выявлении негативных колоний бактериофагов.
Вывод. Проанализированы данные из 21 статьи о 43 бактериофагах. В пределах рассмотренной выборки наблюдение чистых зон лизиса в 94% случаев соответствовало успешной репликации вируса. Для ряда бактериофагов Escherichia coli было выявлено большее число спот-тестов категории «++++», по сравнению с числом штаммов, поддерживающих репликацию вируса, что, в рамках оценки литической активности терапевтического бактериофага, может быть охарактеризовано как ложноположительные результаты спот-теста. В целом наблюдение чистых пятен лизиса на спот-тесте в большинстве случаев указывает на репликацию бактериофага, что позволяет рассматривать метод спот-теста как ориентировочный, но требующий последующие валидации более сложными методами, характеризующими эффективность фаговой репликации.

1. Покровская М. П., Каганова Л. С., Морозенко М. А., и др. Лечение ран бактериофагом. М.: Медгиз, 1941. 51 с.

2. Летаров А. В. История ранних исследований бактериофагов и рождение основных концепций вирусологии. Биохимия. 2020;85(9):1189–1212. DOI: 10.31857/S0320972520090031

3. Горшенин А. В. Участие микробиологов З.В. Ермольевой и Л.М. Якобсон в научной дискуссии о судьбе производства советских холерных бактериофагов в 1967 году. Самарский научный вестник. 2021;10(4):201–207. DOI: 10.17816/snv2021104211

4. Turner PE, Azeredo J, Buurman ET, et al. Addressing the research and development gaps in modern phage therapy. Phage. 2024;5(1):30–39. DOI: 10.3389/fphar.2021.699054

5. Hesse S, Adhya S. Phage therapy in the twenty-first century: facing the decline of the antibiotic era; is it finally time for the age of the phage? Annu Rev Microbiol. 2019;73:155–174. DOI: 10.1146/annurev-micro-090817-062535

6. Alanis AJ. Resistance to antibiotics: are we in the post-antibiotic era? Arch Med Res. 2005;36(6):697–705. DOI: 10.1016/j.arcmed.2005.06.009

7. Kinch MS, Kraft Z, Schwartz T. Antibiotic development: lessons from the past and future opportunities. Pharm Res. 2024;41(5):839–848. DOI: 10.1007/s11095-024-03694-2

8. O’Neill J. Tackling drug-resistant infections globally: final report and recommendations. Review on Antimicrobial Resistance. 2016. 84 p.

9. GBD 2021 Antimicrobial Resistance Collaborators. Global burden of bacterial antimicrobial resistance 1990-2021: a systematic analysis with forecasts to 2050. Lancet. 2024;404(10459):1199–1226. DOI: 10.1016/ S0140-6736(24)01867-1

10. Nilsson AS. Pharmacological limitations of phage therapy. Ups J Med Sci. 2019;124(4):218–227. DOI: 10.1080/03009734.2019.1688433

11. Valente L, Prazak J, Que YA, et al. Progress and pitfalls of bacteriophage therapy in critical care: a concise definitive review. Crit Care Explor. 2021;3(3):e0351. DOI: 10.1097/ CCE.0000000000000351

12. Pirnay JP, Verbeken G. Magistral phage preparations: is this the model for everyone? Clin Infect Dis. 2023;77(Suppl 5):S360–S369. DOI: 10.1093/cid/ciad481

13. Yerushalmy O, Braunstein R, Alkalay-Oren S, et al. Towards standardization of phage susceptibility testing: the Israeli phage therapy center «clinical phage microbiology»-a pipeline proposal. Clin Infect Dis. 2023;77(Suppl 5):S337–S351. DOI: 10.1093/cid/ciad514

14. Fedorov E, Samokhin A, Kozlova Y, et al. Short-term outcomes of phage-antibiotic combination treatment in adult patients with periprosthetic hip joint infection. Viruses. 2023;15(2):499. DOI: 10.3390/v15020499

15. Асланов Б. И., Зуева Л. П., Пунченко О. Е., и др. Рациональное применение бактериофагов в лечебной и противоэпидемической практике. Методические рекомендации. Москва, 2022. 32 с.

16. Hyman P, Abedon ST. Bacteriophage host range and bacterial resistance. Adv Appl Microbiol. 2010;70:217–48. DOI: 10.1016/S0065-2164(10)70007-1

17. Pchelin IM, Smolensky AV, Azarov DV, et al. Lytic spectra of tailed bacteriophages: a systematic review and meta-analysis. Viruses. 2024;16(12):1879. DOI: 10.3390/v16121879

18. Pereira C, Moreirinha C, Lewicka M, et al. Characterization and in vitro evaluation of new bacteriophages for the biocontrol of Escherichia coli. Virus Res. 2017;227:171–182. DOI: 10.1016/j.virusres.2016.09.019

19. Barros J, Melo LDR, Poeta P, et al. Lytic bacteriophages against multidrug-resistant Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis and Escherichia coli isolates from orthopaedic implant-associated infections. Int J Antimicrob Agents. 2019;54(3):329–337. DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2019.06.007

20. Pacios O, Fernández-García L, Bleriot I, et al. Phenotypic and genomic comparison of Klebsiella pneumoniae lytic phages: vB_KpnM-VAC66 and vB_KpnM-VAC13. Viruses. 2021;14(1):6. DOI: 10.3390/v14010006

21. Pertics BZ, Kovács T, Schneider G. Characterization of a lytic bacteriophage and demonstration of its combined lytic effect with a K2 depolymerase on the hypervirulent Klebsiella pneumoniae strain 52145. Microorganisms. 2023;11(3):669. DOI: 10.3390/microorganisms11030669

22. Shahin K, Bouzari M, Wang R, et al. Prevalence and molecular characterization of multidrug-resistant Shigella species of food origins and their inactivation by specific lytic bacteriophages. Int J Food Microbiol. 2019;305:108252. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2019.108252

23. Pertics BZ, Cox A, Nyúl A, et al. Isolation and characterization of a novel lytic bacteriophage against the K2 capsule-expressing hypervirulent Klebsiella pneumoniae strain 52145, and identification of its functional depolymerase. Microorganisms. 2021;9(3):650. DOI: 10.3390/microorganisms9030650

24. González-Gómez JP, López-Cuevas O, Castro-Del Campo N, et al. Genomic and biological characterization of the novel phages vB_VpaP_AL-1 and vB_VpaS_AL-2 infecting Vibrio parahaemolyticus associated with acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND). Virus Res. 2022;312:198719. DOI: 10.1016/j.virusres.2022.198719

25. Orozco-Ochoa AK, González-Gómez JP, Castro-Del Campo N, et al. Characterization and genome analysis of six novel Vibrio parahaemolyticus phages associated with acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND). Virus Res. 2023;323:198973. DOI: 10.1016/j.virusres.2022.198973

26. Filik K, Szermer-Olearnik B, Wernecki M, et al. The podovirus 80-18 targets the pathogenic American biotype 1B strains of Yersinia enterocolitica. Front Microbiol. 2020;11:1356. DOI: 10.3389/fmicb.2020.01356

27. Essoh C, Vernadet JP, Vergnaud G, et al. Characterization of sixteen Achromobacter xylosoxidans phages from Abidjan, Côte d’Ivoire, isolated on a single clinical strain. Arch Virol. 2020;165(3):725–730. DOI: 10.1007/s00705-019-04511-7

28. Xu J, Zhang R, Yu X, et al. Molecular characteristics of novel phage vB_ShiP-A7 infecting multidrug-resistant Shigella flexneri and Escherichia coli, and its bactericidal effect in vitro and in vivo. Front Microbiol. 2021;12:698962. DOI: 10.3389/fmicb.2021.698962

29. Imklin N, Nasanit R. Characterization of Salmonella bacteriophages and their potential use in dishwashing materials. J Appl Microbiol. 2020;129(2):266–277. DOI: 10.1111/jam.14617

30. Guo M, Gao Y, Xue Y, et al. Bacteriophage cocktails protect dairy cows against mastitis caused by drug resistant Escherichia coli infection. Front Cell Infect Microbiol. 2021;11:690377. DOI: 10.3389/fcimb.2021.690377

31. Liao YT, Sun X, Quintela IA, et al. Discovery of shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC)-specific bacteriophages from non-fecal composts using genomic characterization. Front Microbiol. 2019;10:627. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00627

32. Fong K, LaBossiere B, Switt AIM, et al. Characterization of four novel bacteriophages isolated from British Columbia for control of non-typhoidal Salmonella in vitro and on sprouting alfalfa seeds. Front Microbiol. 2017;8:2193. DOI: 10.3389/fmicb.2017.02193

33. Ding Y, Huang C, Zhu W, et al. Characterization of a novel Jerseyvirus phage T102 and its inhibition effect on biofilms of multidrug-resistant Salmonella. Virus Res. 2023;326:199054. DOI: 10.1016/j.virusres.2023.199054

34. Turner D, Hezwani M, Nelson S, et al. Characterization of the Salmonella bacteriophage vB_SenS-Ent1. J Gen Virol. 2012;93(Pt 9):2046–2056. DOI: 10.1099/vir.0.043331-0

35. Harada LK, Silva EC, Rossi FP, et al. Characterization and in vitro testing of newly isolated lytic bacteriophages for the biocontrol of Pseudomonas aeruginosa. Future Microbiol. 2022:111–141. DOI: 10.2217/fmb-2021-0027

36. de Melo ACC, da Mata Gomes A, Melo FL, et al. Characterization of a bacteriophage with broad host range against strains of Pseudomonas aeruginosa isolated from domestic animals. BMC Microbiol. 2019;19(1):134. DOI: 10.1186/s12866-019-1481-z

37. Kauppinen A, Siponen S, Pitkаnen T, et al. Phage biocontrol of Pseudomonas aeruginosa in water. Viruses. 2021;13(5):928. DOI: 10.3390/v13050928

38. Ding T, Sun H, Pan Q, et al. Isolation and characterization of Vibrio parahaemolyticus bacteriophage vB_VpaS_PG07. Virus Res. 2020;286:198080. DOI: 10.1016/j.virusres.2020.198080

39. Abedon ST. Information Phage Therapy Research Should Report. Pharmaceuticals (Basel). 2017;10(2):43. DOI: 10.3390/ph10020043

40. Ooi ML, Drilling AJ, Morales S, et al. Safety and tolerability of bacteriophage therapy for chronic rhinosinusitis due to Staphylococcus aureus. JAMA Otolaryngol Head Neck Surg. 2019;145(8):723–729. DOI: 10.1001/jamaoto.2019.1191

41. Wright A, Hawkins CH, Anggård EE, et al. A controlled clinical trial of a therapeutic bacteriophage preparation in chronic otitis due to antibiotic-resistant Pseudomonas aeruginosa; a preliminary report of efficacy. Clin Otolaryngol. 2009;34(4):349–57. DOI: 10.1111/j.1749-4486.2009.01973.x