Faagit eli bakteereja tappavat virukset kiehtovat nyt kovasti länsimaiden lääkäreitä, koska antibiootit eivät enää tehoa kaikkiin tautibakteereihin.

TEKSTI:Karin Carlson


Sisältö jatkuu mainoksen alla

Faagit eli bakteereja tappavat virukset kiehtovat nyt kovasti länsimaiden
lääkäreitä, koska antibiootit eivät enää tehoa kaikkiin tautibakteereihin.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Julkaistu Tiede-lehdessä

1/2001

Mies on sairastunut parantumattomalta näyttävään ihoinfektioon. Mitkään antibiootit eivät tehoa märkiviin paiseisiin. Potilas pyytää, että hänelle annettaisiin bakteereja tuhoavia viruksia eli faageja. Ne ovat hänen viimeinen toivonsa. Hän saa ruiskeita viitenä peräkkäisenä päivänä ja tervehtyy nopeasti. Tapaus sattui Neuvostoliitossa 1970-luvun puolivälissä. Se oli tiettävästi ensimmäinen kerta, kun faageja annettiin suoraan suoneen.

Kahteen muuhun potilaaseen on iskenyt ankara infektio, kun heidän kehoonsa on leikkauksessa asennettu lääketieteellisiä laitteita. Heikkoon kuntoon menneiden naisten tila on hengenvaarallinen, mutta molemmissa tapauksissa bakteerit katoavat pian faagikäsittelyn jälkeen. Tapaukset sattuivat 1990-luvulla, toinen Belgiassa ja toinen Kanadassa.

Viime vuosina näistä ja muista samankaltaisista tapauksista on kerrottu luotettavissa länsimaisissa viestimissä, kuten New York Timesissa, brittiläisen BBC:n ohjelmissa ja amerikkalaisessa tiedelehdessä Discoverissa. Totta on, että faagikäsittely kuulostaa houkuttelevalta mahdollisuudelta - etenkin nykyään, kun bakteerien vastustuskyky antibiooteille käy sairaanhoidossa yhä vaikeammaksi ongelmaksi.

Mutta jos tämä parannuskeino on niin mainio, miksi sitä käytetään niin harvoin? Faagit on sentään tunnettu jo melkein sadan vuoden ajan.

Hyviä ja huonoja kokemuksia

Jo 1800-luvun lopussa tiedettiin, että intian Gangesin ja sen sivujoen Jamunan vesi tappoi bakteereja. Kaksikymmentä vuotta myöhemmin eräät tutkijat kertoivat, että pienet hiukkaset, jotka läpäisivät tiheimmätkin suodattimet, saattoivat tuhota bakteereja laboratoriokokeissa. Tutkijat havaitsivat bakteeriviljelmien paksussa solumatossa aukkoja, joista nämä "hiukkaset" olivat tappaneet bakteerit.

Yksi tutkijoista, kanadalainen Felix d'Herelle, antoi pikku hyökkääjille nimen bakteriofagi eli bakteerien syöjä. Nykyään ne tiedetään viruksiksi ja niitä kutsutaan usein lyhyesti faageiksi.

D'Herelle innostui havaitessaan, että faagit saattoivat olla bakteerien luontaisia vihollisia ja sen vuoksi käyttökelpoisia infektiosairauksien hoidossa. 1920-luvulla hän perusti yhdessä ystävänsä ja tutkijakollegansa, georgialaisen mikrobiologin George Eliavan kanssa kansainvälisen faagien tutkimuslaitoksen Georgian pääkaupunkiin Tbilisiin. Instituutti sai nimensä Eliavan mukaan.

Monet seurasivat d'Herellen viitoittamaa tietä. Faageilla yritettiin hoitaa lukuisia sairauksia, kuten punatautia, lavantautia, pikkulavantautia, koleraa ja virtsatietulehduksia sekä erilaisia märkiviä infektioita, jotka olivat useimmiten stafylokokkien ja streptokokkien aiheuttamia.

Tulokset vaihtelivat: joskus hoito onnistui erinomaisesti, joskus siitä taas ei ollut mitään hyötyä.

Vuonna 1931 Yhdysvaltain lääkäriliitto teetti laajan selvityksen kaiken siihen mennessä annetun faagihoidon tuloksista.

Tässä vaiheessa faagien biologiasta tiedettiin vasta vähän, eivätkä selvityksen tekijät olleet edes vakuuttuneita siitä, että vaikutus johtui bakteriofageiksi nimitetyistä hiukkasista. He arvelivat, että kysymyksessä saattoi olla jokin entsyymi. Tutkijat huomauttivat, että raportit olivat kovin ristiriitaisia ja että heidän mielestään vakuuttavia todisteita oli vain muutamista harvoista tapauksista, stafylokokki- ja ehkä virtsatieinfektioista.

Muutamia vuosia myöhemmin Alexander Fleming keksi penisilliinin. Sen jälkeen länsimaiset lääkärit lakkasivat käyttämästä faageja. He hoitivat potilaitaan mieluummin antibiooteilla, jotka olivat paljon luotettavampia.

Faageja kohtaan tunnettu mielenkiinto ei kuitenkaan sammunut. Niistä tuli molekyylibiologien lemmikkejä. Niitä käytettiin malleina, kun ryhdyttiin selvittämään geenien rakennetta ja ohjautumista, dna:n, rna:n ja proteiinien muodostumista - lyhyesti sanoen sitä, miten organismit toimivat molekyylitasolla. Samalla tavoin faageja kuvaillaan vielä nykyisissäkin mikrobiologian oppikirjoissa.




Faagit käyvät moneen

- Bakteerien tuhoamiseen ihoinfektioissa, leikkaushaavoissa, palovammoissa ja suolistoinfektioissa; etenkin antibiootteja sietävien bakteerien tappamiseen.

- Infektioiden ehkäisyyn. Potilaalle voi-daan antaa faagikäsittely esimerkiksi en-nen leikkausta leikkaushaavan infektio-riskin vähentämiseksi.

- Sairaaloiden puhdistamiseen. Faagien avulla voidaan hävittää sairaalainfektioita aiheuttavia bakteereita.

- Laajojen epidemioiden hoitoon. Faagi-hoito näyttää olevan erityisen käyttökel-poinen silloin, kun yksi tai muutama harva bakteerityyppi aiheuttaa sairaustapauk-sia.


 Kun itse nuorena väitöskirjan tekijänä 1960-luvun alussa viattomuuksissani kysyin ohjaajaltani, miksei faageja käytetä bakteeri-infektioiden hoitoon, hän vastasi: - Unohda koko juttu.


Jo kauan sitten on todistettu, ettei niistä ole apua.

Ongelmat johtuivat tiedon puutteesta

Nyt jälkeenpäin voi sanoa useimpien varhaisen faagihoidon ongelmien johtuneen siitä, että faageista ja niiden vaikutuksista bakteereihin tiedettiin liian vähän.

Aluksi monet biologit uskoivat, että kaikki faagit ovat samanlaisia ja että ne pystyvät käymään kiinni mihin bakteeriin tahansa. Mutta faageja on monta lajia, joista kukin on tiukasti erikoistunut omiin isäntäbakteereihinsa. Jotta hoito varmasti onnistuisi, täytyy ensin testata, että käytettävät faagit todella tappavat halutut bakteerit.

Faagit ovat varsin herkkiä. Jos ne nielaistaan, mahaneste tuhoaa ne, ellei samalla oteta jotakin mahahappoa neutraloivaa ainetta. Myös immuunijärjestelmämme voi käydä faagien kimppuun ennen kuin ne ehtivät tehdä tehtävänsä. On tärkeää valita faageja, jotka eivät laukaise immuunivastetta ja säilyvät kauan elimistössä.

Hoito ei onnistu, jos bakteereille on kehittynyt vastustuskyky hyökkääjää vastaan. Resistenssi johtuu siitä, että faagin reseptorit eli ne bakteerin solunseinän molekyylit, joihin faagi tarttuu, ovat hävinneet, muuttuneet tai naamioituneet. Ongelmia esiintyy harvemmin, jos käytetään samanaikaisesti useita erilaisia faageja, koska eri faagit tarttuvat erilaisiin reseptoreihin.

Monien bakteerien soluseinässä on rakenneosina niin sanottuja endotoksiineja, jotka ovat ihmisille myrkyllisiä. Koska faagit hajottavat isäntäbakteerinsa, faagivalmisteisiin jää kuolleiden bakteerien osia, ellei niitä valmistusprosessissa poisteta. Jos käytettävä valmiste sisältää bakteerin endotoksiinia, hoidon yhteydessä voi aiheutua komplikaatioita.

Itse asiassa puhdistettuunkin faagivalmisteeseen perustuva hoito voi aiheuttaa endotoksiinista johtuvia sivuvaikutuksia. Faagien tappamista tautibakteereista voi nimittäin irrota elimistöön suuria endotoksiinimääriä. (Samoin voi muuten käydä myös antibioottihoidon aikana.)

Faageilla on hoidettu Itä-Euroopassa

Itä-Euroopassa lääkärit jatkoivat faagien käyttöä koko 1900-luvun ajan. Kaikesta päätellen he ovat onnistuneet monien infektiotautien hoidossa. Valitettavasti lännessä on saatavana kovin vähän näiden maiden julkaisuja, ja niissäkin harvoissa tulokset on kuvailtu vajavaisesti.

Neuvostoliitossa faageja käytettiin rutiininomaisesti etenkin lastentautien ja palovammojen hoidossa sekä leikkausten yhteydessä. Toiminta oli keskitetty Tbilisiin, missä se oli hyvin mittavaa. Faageja viljeltiin paitsi Tbilisissä myös kolmessa paikassa Venäjällä.

Koko Neuvostoliiton sairaalat lähettivät Tbilisin faagi-instituuttiin näytteitä tauteja aiheuttavista bakteereista. Instituutin tutkijat tekivät faageista hyvin tarkat selvitykset ennen kuin niitä käytettiin. He selvittivät, mitä kysymyksessä olevan bakteerin kantoja faagi pystyi torjumaan, miten voimakkaasti se vaikutti ja missä määrin esiintyi resistenssiä. He pyrkivät kokeilemalla tekemään mahdollisimman tehokkaita faagisekoituksia ja kehittivät uusia hoitomuotoja.

Yhden kaksivuotiskauden aikana pystyttiin tutkimaan yli neljäntuhannen potilaista eristetyn bakteerikannan herkkyys eri faageille. Valmisteita käytettiin sekä ulkoisesti että sisäisesti. Niissä harvoissa tapauksissa, joissa valmisteita annettiin ruiskeina, ne täyttivät tiukat puhtausvaatimukset eikä niissä ollut bakteerien endotoksiinia.

Faageja käytetään edelleen idässä, joskin olot ovat Tbilisin instituutissa ja siihen kuuluvissa faagien tuotantoon erikoistuneissa laitoksissa pahoin vaikeutuneet Neuvostoliiton hajottua ja Georgian jouduttua 1990-luvulla poliittisten levottomuuksien kurimukseen.




Faagien kahdeksan etua

1. Faagit tuhoavat myös antibiootteja sietäviä bakteereja.

2. Vaikka bakteeri kehittäisi vastustuskyvyn faagille, peli ei ole vielä menetetty. Faagi voi nimittäin muuntua itsestään niin, että se pystyy taas tarttumaan bakteeriin.

3. Faagit voidaan räätälöidä sellaisiksi, että ne iskevät vain tautia aiheuttaviin bakteerikantoihin. Tällöin elimistön normaali, hyödyllinen bakteerikasvusto säästyy. Sen sijaan antibiootti tappaa hyödyllisiäkin bakteereja.

4. Tarvitaan vain yksi hoitoannos. Faagit lisääntyvät elimistössä, kunnes isäntäbakteerit loppuvat, minkä jälkeen ne katoavat luonnollisella tavalla.

5. Faagihoidolla on vähän sivuvaikutuksia.

6. Elintarvikehygienia paranee, koska faageilla voidaan ehkäistä ja parantaa kotieläinten infektiosairauksia.

7. Faagivalmisteita voi tehdä halvalla, jos puhtausvaatimukset ovat kohtuullisia, eli jos faageja ei tarvitse ruiskuttaa verisuoneen.

8. Faageja on helppo varastoida, sillä ne säilyvät kylmässä monta vuotta.


Useimmat potilaat paranivat

Muutamassa Neuvostoliitosta peräisin olevassa artikkelissa selostetaan tutkimuksia, joissa on vertailtu hoitotuloksia, kun leikkaushaavainfektioista kärsiviä potilasryhmiä on hoidettu ainoastaan faageilla, ainoastaan antibiooteilla tai faagien ja antibioottien yhdistelmällä.

Faagit osoittautuivat näissä vertailuissa antibiootteja tehokkaammiksi. Faagien ja antibioottien yhdistelmä oli teholtaan hieman heikompi kuin pelkät faagit.

Artikkeleista ei kuitenkaan käy ilmi, miten faagit valmistettiin, millaisina annoksina niitä annettiin ja missä määrin bakteerit olivat resistenttejä antibiooteille. Sitäkään ei kerrota, käytettiinkö kokeissa vertailuryhmiä. Yksi arvioinnin heikkous piilee siinä, että hoitava lääkäri määritteli hoitotuloksen pelkästään oman käsityksensä perusteella. Hoidon arvioitiin kohentaneen potilaan kuntoa tai parantaneen hänet 60-90 prosentissa tapauksista.

Puolalainen tutkija Stefan Slopek ja hänen avustajansa ovat koonneet ja tallentaneet 550:n vakavasta infektiosta kärsineen potilaan sairauskertomukset. Useimpia potilaita oli aikaisemmin hoidettu antibiooteilla, mutta ne eivät olleet auttaneet. Vaivoja oli avanteista, paiseista, verenmyrkytyksestä ja ripulista hengityselin- ja vatsakalvotulehduksiin.

Slopek käytti hyvin monenlaisia faageja ja valitsi kantoja, jotka nujersivat täysin isäntäbakteerinsa, kun niitä testattiin laboratoriossa. Kaikki faagit tulivat Tbilisin instituutista, ja monet erät valmistettiin erityisesti kulloisiakin hoitoja varten. Faagien valmistuksen yksityiskohtia ei kuitenkaan selosteta Slopekin artikkeleissa.

Potilaita hoidettiin faageilla useita kertoja päivässä monen viikon ajan. Hoidossa käytettiin nieltäviä seoksia, faageihin kastettuja hauteita ja muita menetelmiä. Bakteerien esiintymistä ja niiden herkkyyttä faageille seurattiin kaiken aikaa. Jos bakteereissa näytti kehittyvän vastustuskykyä, faagivalmiste vaihdettiin


toiseen. Sillä tavoin Slopek onnistui parantamaan peräti 92 prosenttia potilaista.

Muutaman päivän kestäneen hoidon jälkeen monilla hänen potilaistaan esiintyi ohimeneviä maksanseudun kipuja, jotka johtuivat ehkä kuolleista bakteereista irronneista endotoksiineista. Verenmyrkytyspotilaille nousi usein kuume, joka niin ikään johtui luultavasti endotoksiinista. Muita sivuvaikutuksia ei juuri esiintynyt.

Länsimaat alkavat taas kiinnostua 

Läntisessäkin maailmassa aletaan nyt kiinnostua faagien käytöstä lääkinnässä. Syynä on huoli bakteerien yleistyvästä vastustuskyvystä antibiooteille. Monien tavallisten taudinaiheuttajien lannistaminen on käynyt yhä vaikeammaksi tai suorastaan mahdottomaksi.

Vuoden 1980 jälkeen lännessä on julkaistu vain muutamia tieteellisiä kirjoituksia, joissa selostetaan faagien käyttöä sairauksien hoidossa. Potilaita ei ole hoidettu faageilla kuin poikkeustapauksissa. Selostukset koskevat koe-eläimiä, joihin faagihoito näyttää tehoavan hyvin.

Faagit on hankittu runsaasti bakteereja sisältävistä ympäristöistä, kuten jätevedestä, tai sitten on käytetty tunnettuja faagien laboratoriokantoja. Niillä on hoidettu monia infektioita.

Eräässä tapauksessa hoito jäi kuitenkin tuloksettomaksi. Faagi ei purrut koe-eläimiin tartutettuihin stafylokokkeihin, vaikka se oli koeputkikokeissa nujertanut samanlaiset bakteerit.

Hyviin tuloksiin päästiin eläinkokeissa, joissa tehtiin ihonsiirtoja. Vahingoittunut ihon kohta käsiteltiin faageilla ennen kuin uusi iho asetettiin sen päälle. Näin estettiin pseudomonasbakteeri-infektio, joka on tavallinen vaiva ihonsiirroissa ja suuria palovammoja hoidettaessa.

Lupaavia kokeita on tehty myös faageilla, jotka tarttuvat sellaisiin soluseinän osiin, joita bakteeri tarvitsee sairauden aiheuttamiseen. Jos tällainen menetelmä saadaan toimimaan ihmisillä, lyödään kaksi kärpästä yhdellä iskulla. Ensinnäkin nämä faagit hyökkäävät ainoastaan vahingollisten bakteerikantojen kimppuun ja jättävät rauhaan potilaan normaalin bakteerikasvuston, jopa saman bakteerilajin toiset kannat. Toiseksi, jos bakteeri tulee vastustuskykyiseksi näille faageille, se samalla menettää kykynsä aiheuttaa tautia, koska se joutuu luopumaan soluseinänsä vaarallisista osista.

Linköpingin yliopistossa Ruotsissa työskentelevä Sven Mårdh työtovereineen on muuttanut faagin rakennetta ja saanut siten faagin ottamaan kohteekseen uuden bakteerin. Tavalliseen laboratoriofaagiin, kolifaagi M13:een, on lisätty molekyyli vasta-aineesta, joka tunnistaa Helicobacter pylori -mahahaavabakteerin ja kiinnittyy siihen.

Muutettu faagi käy helikobakteerien kimppuun mutta tappaa vain osan niistä, joten sitä ei voida käyttää mahahaavan hoidossa. Mårdhin menetelmää voidaan kuitenkin toivottavasti käyttää uusien hoitokeinojen kehittämiseen räätälöimällä muita, sopivampia faageja.




 Ongelmana kesyt faagit

- Faagihoito voi epäonnistua siksi, että faagi ei tapakaan isäntäbakteeriaan vaan ryhtyy sen kanssa rauhanomai-seen rinnakkaiseloon. Monella faagilla on tämä kyky. Jos hoidossa käytetään tällaisia lauhkeita faageja, osa baktee-reista jää aina eloon.

- Kaiken kukkuraksi lauhkea faagi voi saada bakteerin tuottamaan myrk-kyjä. Esimerkiksi kurkkumätää, tulirokkoa ja hengenvaarallista botulismiruokamyr-kytystä aiheuttavat bakteerien toksiinit muodostuvat faagien dna:n ohjeilla.

- Faagit voivat myös ottaa bakteeri-isän-nästään mukaansa sen dna:ta ja siirtää sitä toiseen bakteeriin. Oikein huonolla onnella lauhkea faagi voi siirtää jonkin taudinaiheuttamisgeenin bakteerista toiseen. Tämä on kolmas syy karttaa sellaisia faageja, jotka voivat jättää bakteereita henkiin.

Pian meilläkin?

Yhdysvaltain kansanterveyslaitos NIH, maansa lääketieteellisen tutkimuksen suurrahoittaja, pyysi viime vuonna ensi kerran sitten 1930-luvun ehdotuksia tutkimushankkeista, jotka kehittävät vastustuskykyisiin bakteereihin kohdistuvia faagihoitoja.

Yhdysvaltoihin on jo perustettu useita yhtiöitä, joiden tarkoituksena on kehittää faagipohjaisia menetelmiä ja valmisteita erityisesti antibiootteja sietävien stafylokokkien ja enterokokkien nujertamiseksi.

Yksi kiinnostava tuote on eräänlainen keinotekoinen iho, joka on kyllästetty pseudomonasbakteereihin tarttuvilla faageilla. Menetelmä on tarkoitettu palovammojen hoitoon. Se on kehitetty Yhdysvalloissa, mutta idea on saatu Eliava-instituutin samantapaisesta tuotteesta.

Jo olemassa olevan runsaan tietämyksen hyödyntämiseksi tarvitaan itäisten ja läntisten maiden yhteistyötä. Joissakin tapauksissa Tbilisin faagi-instituutin tutkijoita ja tuloksia on käytetty hyväksi epäeettisellä tavalla, mutta hyviäkin kokemuksia on saatu. Yksi uusista Tbilisin tutkijoiden kanssa työskentelevistä yhtiöistä huolehtii muun muassa instituutin säännöllisestä sähkön saannista. Se on tärkeää jo siksi, että jääkaapit, joissa faagikantoja säilytetään, toimisivat kunnolla. Toinen valopilkku on se, että New York Timesissa viime keväänä julkaistun huomiota herättäneen artikkelin vuoksi georgialaispoliitikot ovat luvanneet uudestaan tukensa instituutille.

Faagihoito on siis käynnissä ja leviää ennen pitkää tänne pohjolaankin. Kun saadaan lisää tietoa siitä, mitä tapahtuu, kun bakteerien kimppuun hyökätään, faageista tulee varmasti tärkeä antibioottien ja muiden infektiosairauksia vastaan käytettävien hoitokeinojen täydentäjä.

Karin Carlson työskentelee apulaisprofessorina Upsalan yliopiston solu- ja molekyylibiologian laitoksessa. Hän tutkii bakteerien faagi-infektioiden yhteydessä tapahtuvaa isännän ja loisen vuorovaikutusta. Artikkeli on julkaistu Forskning & Framsteg -lehden numerossa 7/2000. © 2000 Forskning & Framsteg.

Sisältö jatkuu mainoksen alla