モダンメディア

68 巻 12 号 2022［話題の感染症］495

話題の感染症

ファージセラピーの臨床応用について、世界の現状と今後への期待
いわ岩の野ひで英ともふじ知：藤Hidetomo IWANO

き木じゅん

純

Jumpei FUJIKIぺい

なか平：中むら

村とも

暢

ひろ宏

Tomohiro NAK AMUR A

各地で設立され、また、欧米の各国では、Expanded

はじめにAccess（拡大アクセス制度）や Compassionate Use（人道的使用）によるファージセラピーの実験的な細菌感染症の治療は、1928 年に世界最初の抗生臨床応用例は急激に増加している。しかし、必ずし物質であるペニシリンが発見され、その後 1945 年も全てがうまく功を奏していないのも事実である。に臨床応用されて以降、長らく抗生物質に頼ってきその理由には様々あるが、現状では、個々の臨床状た。一方、細菌はこの抗生物質に容易に耐性化し、況に応じたアプローチや方法は様々であり、多くのそれに対して人類は新たな抗生物質を開発するとい人にコンセンサスが得られるまでの状況ではないとうやり方で対応してきたが、その‘いたちごっこ’いうのが実情でもある。の状態に勝利するゴールは見えず、現在では、人類Ⅰ. ファージセラピーとはは新たな抗生物質を開発することに疲弊してしまっており、このままでは 2050 年には薬剤耐性菌による世界中の死亡者数は、ガンによるものを超え、年自然界には多くの種類のファージが存在し、それ間に 1,000 万人以上となると試算されている 。こぞれの細菌に特異的なファージが存在する。ファーのような状況において、発見からおよそ 100 年あまジは宿主細菌膜上のレセプター分子を認識して、自り、特に東欧諸国で人にも応用されているファージ

身の頭部に格納している DNA を細菌内に送り込み、セラピーが病原細菌のコントロールにおける切り札細菌の持つシステムを利用して娘ファージを大量にとして注目を浴びてきている。2016 年、多剤耐性の作り出す。そして、細菌膜を壊して娘ファージが出アシネトバクターの全身感染による危篤状態から、て く る こ と に よ り 細 菌 は 死 滅 す る（ 図 1）。 こ のファージの全身投与によって復帰したパターソン症

ファージは、ペニシリンの発見より 13 年前の 1915、かなりのインパクトを世界中に年に発見され、それ以降、当時のソ連や、東欧諸国与えた。その後、播種性 Mycobacterium abscessus

では盛んに感染症治療への開発が行われ、現在でも感染を有する 15 歳の嚢胞性線維症患者に対し、両実際にヒトへ応用している

肺移植後に 3 種類のファージカクテルによる治療をソビエト連邦（旧グルジア））では、エリアバ研究所行った症例 、並びに汎薬剤耐性肺炎桿菌による骨（1923 年に George Eliava と Felix D’
Herell により折関連感染症を起こし、ほぼ 2 年間の抗生物質療法設立）が設立され、自然界由来の多くのファージをが奏功しなかった 30 歳女性の症例において、6 日保有し、人への治療を行っている。旧ソビエト連邦間のファージ療法を実施した症例 など、続々と成時代において、分離された細菌とファージはこのエ功例が報告されてきた。これらの成功例を受け、ベリアバ研究所に集積され、効果的なファージ製剤をルギーにおいては、国レベルでファージバンクを設作製し、商業的に生産された。現在では、エリアバ立し、パーソナライズファージセラピーの運用が始ま研究所から独立した企業も含めコンソーシアムを組り 、様々なファージ開発のベンチャー企業が世界織し、ファージ製剤の開発から生産、応用、治療に至1）例が報告され

2, 3）

4）

5）

6）

酪農学園大学 獣医学類 獣医生化学ユニット〠069 - 8501 北海道江別市文京台緑町582番地。特にジョージア（旧7, 8）

Veterinary School, RAKUNO GAKUEN UNIVERSITY(582 Midori-cho, Bunkyodai, Ebetsu City, Hokkaido 069-8501)

（9）

496

吸着
ファージ

核酸注入

宿主細菌

ファージDNA

ファージ受容体（LPS、鞭毛、繊毛、膜タンパク質など）

エンドライシン

少ない

影響が生体へも有効性菌に薬剤耐• 細菌特異的なので生体への副作用が少ない• 細菌に感染し増幅するため溶菌効果は高い• 宿主特異性が高く菌交代症がおきにくい

利点

Virulent Phage
溶菌・放出増殖• 溶菌機序の違いから薬剤耐性菌を溶菌可能• ファージ耐性化において薬剤感受性のトレードオフが見られることがある

図 1 ファージの感染様式とファージセラピーの利点

報の論文が使用された。重要な質問、テーマ、知識るまでを行っている（https://phage.ge/?lang=en）。のギャップを特定し、ファージセラピーを考慮すべき臨床的状況、実験室レベルでの試験、薬物動態のⅡ. ファージセラピーを臨床で使用する際の注意点

3 つのセクションに分け、それぞれを別々のサブグループで扱い精査している。その目的としては、このような状況の中、米国の ARLG（Antibacterial

ファージセラピーに対する知識のギャップとデータ

Resistance Leadership Group）は、ファージセラピー、の不足を考慮し、広範な文献レビュー、臨床経験、臨床微生物学、感染症、薬理学の専門家を招集し、専門家の意見に基づき、実験的ファージセラピーの規制の専門家や資金提供機関と協力して、実験的な臨床使用を検討している臨床医に、正確な情報を提ファージセラピーの臨床試験（Expanded Access や、供することである。以下、その論文から 5 つの項目

Compassionate Use）の現状、基礎研究データ、モを取り上げてまとめて記載した。

デル動物などでの薬物動態的解析や、感染防御試験結果などを考慮して論文を精査し、ファージセラ

Ⅲ-1. どのような感染症に対してファージ療法が考えられているか？

ピーを患者に対して行うことを検討している臨床医に、情報を提供することを目的としてまとめ、その8）情報が論文により提供されている 。本報告では、

ARLG ファージタスクフォースは、およそ 63 報のその論文の情報から重要と思われる項目を紹介し、論文を取り上げて表にまとめている。また、再発性

われわれの行ってきた基礎研究の知見と、伴侶動物尿路疾患、慢性副鼻腔炎、中耳炎、皮膚および軟部（犬）の症例に行った臨床試験のデータに基づく考組織の感染症、呼吸器感染症（特に嚢胞性線維症）、察を行い、臨床応用への課題と期待について紹介し筋・骨格系感染症、心臓や血管系のデバイス関連感たい。

染症など、従来の抗生物質に抵抗性を示す様々な細で は、Medline（Ovid）、菌感染症に対して、ファージセラピーを応用するこEmbase（Elsevier）、Cochrane Central Registry ofとができることをはっきりと提案している。しかし、Controlled Trials（Wiley）にて文献の電子検索を行発表された文献からファージセラピーの普遍的な有い、タスクフォースメンバーにより審査された 968

用性を読み取ることは、以下に記すいくつかの理由

ここで紹介する論文

9）（ 10 ）

497

から現状ではまだ難しいと指摘している。第 1 に、ジセラピーの前後に分離された細菌について、抗生ほとんどの臨床論文には対照群が含まれていない。

物質とファージに対する感受性を検査すること、さ第 2 に、投与経路、ファージの投与量、ファージの数らに in vitro の試験において、ファージ感受性と薬（単剤かファージカクテルか）、ファージ療法を実施

剤感受性のトレードオフに関する研究を進めていく

した期間などが研究間で異なっていること。第 3 に、ことが必要であると提言している。

ファージは抗菌薬と同時に投与されることがほとん
どであり、臨床結果に対してファージの特定の役割

Ⅲ-3. ファージセラピーは、臨床において使用しても安全か？

を理解することが困難であること。第 4 に、投与されたファージが病原細菌株に対して、どのような溶菌活性を持っているかを調べる感受性試験の方法が一

ARLG ファージ・タスクフォースは、ファージセ貫しておらず、標準化されていないこと。以上 4 点

ラピーは一般的に人に投与しても安全であり、有害が指摘されている。その上で、これまでの実験的な事象はほとんど報告されていないと判断している。

ファージセラピーの臨床試験において、様々な成功

その理由として、これまで行われた実験的なファーの報告があり期待できるとしており、今後は臨床的ジセラピーの応用では、投与されたファージ製剤がな失敗例も多く報告されるべきことを示唆している。

GMP（Good Manufacturing Practice）または同様の規制基準を満たしていれば、有害事象の報告は比較的少なく、一般的に安全と考えられる。その上でⅢ-2. ファージと同様に抗菌薬を投与すべきか、またその期待される効果は？

実際の臨床応用においては、初回のファージ投与を受ける患者には、アレルギーやその他の有害反応をARLG ファージタスクフォースは、ファージセラピー観察し、確実な安全性データが確立されるまで、腎を使用する場合、従来の抗生物質と併用することを機能、肝機能、全血球計算（CBC）を最低でも週単提案している。多くの症例は、抗生物質だけでは解位でモニターすることを提案している。

決しない MDR や、バイオフィルムに関連した感染症に対して明らかに奏効しており、ファージと抗生物Ⅲ-4. ファージセラピーを行う場合、現実的に顧慮すべき点、また感受性の評価について質の組み合わせによる相加効果、または相乗効果があった可能性を示唆している。ファージと抗生物質を併用することのもう一つの利点は、細菌とファージの共進化戦略を利用することで、標的とする細菌

ARLG ファージタスクフォースは、ファージセラピーの抗生物質に対する感受性を回復させることができを実施する前に、感染細菌に溶菌活性のあるファーる可能性があることである。実際に、in vitro でジを選択し、しかもファージに耐性化することや、ファージ耐性と抗生物質感受性の間の進化的トレー薬剤感受性が改善されることが分かっているファードオフをもたらすことが知られているファージを使ジのカクテルによって実施することが理想的である

用して、緑膿菌に感染した大動脈グラフト患者の治と提言している。しかし現状では、その標準化され療に成功した例も報告されている。このようなトた正確で再現性のある方法と有効な解釈基準は決定

レードオフは、バイオフィルム形成や病原性との間されてはいない。一般的には、実験室レベルで行わにも見出されている。実際にわれわれの in vitro のれる二重寒天培地法や、液体試験法が用いられる試験データにおいても、ファージとの共培養によっ（図 2）。前者では、寒天培地上に細菌を溶菌させたて出現したファージ耐性細菌において、薬剤感受性プラーク、またはファージ液を寒天培地上に播種しの改善や、病原性の低下などのトレードオフを引きた細菌の上にスポットして、その形状により判定す起こし、治療において有利な状況を作り得ることをるが、これらの方法では再現性が低く、濁った不十報 告 し て い る 。 し か し、 臨 床 試 験 に お い て は、分なプラーク（実際の感染溶菌によるものだけではファージと抗生物質の組み合わせの効果に関する対なく、ファージ溶液に混入したファージ由来の溶菌照臨床試験データはほとんどないため、今後、ファー酵素や様々な阻害剤により疑似的に生じる）によ9）（ 11 ）

498

A）を指摘している。ファージは、ゲノム中に抗生物質耐性遺伝子、細菌毒素遺伝子、インテグラーゼ遺伝

病原菌を分離培養

子（ファージゲノムが宿主細菌に挿入される際の酵汚水を濃縮素の遺伝子）などが存在しないことを証明するために、配列を決定する必要がある。ファージ増殖に使病原菌に対するファージを分離用される宿主細菌においてもゲノム配列が決定され、毒素および抗生物質耐性遺伝子を保有していなファージの病原菌に対する溶菌特性を調べる

B） スポットテスト

いことが示される必要がある。ファージ療法製剤は、濁度試験

1.5

米国薬局方（USP）に従って滅菌され、米国病理学会（CAP）または臨床検査改善法（CLIA）認定試験

1
OD値所で検査され、基準値以下のエンドトキシンおよび0.50

分泌細菌生成物に留めたものとして精製されたもの0を用いるべきであると提言している。

1020時間【h】

ファージセラピーにおけるファージの投与量、投与経路、投与回数、投与期間について ARLG ファジー

図 2 溶菌性ファージの収集と溶菌作用の効果判定

タスクフォースは、FDA が設定した許容限界以下のA）ファージの単離法について示した。写真の白い矢印の示す透き通った円に見えるものは、細菌が溶菌された後のプラーク。ファージが集積している。
B）精製したファージの溶菌活性を簡易に調べるスポット
テストと濁度試験。スポットテストでは、プラークの形態によりファージの溶菌効果の違いを簡易に判定する。濁度試験では、ファージの溶菌作用を細菌の増殖具合（濁度）により判定する。

エンドトキシンレベルを持つファージ製品の安全かつ許容できる最高用量を使用し、感染部位でのファージ濃度を最大化し、最初の投与でできるだけ多くの宿主細菌に感染させることを推奨している。その効率を高めるためには、ファージの特性として、高い宿主細菌感受性、高い吸着率、大きなバーストサイズり、正確な溶菌性状を反映しない場合もある。一方（1 回感染後のファージの増幅率）、短い潜伏期間をで後者の液体試験法では、細菌とファージを一定濃持つファージを選択する必要がある。ファージの特度にて共培養し、その濁り具合の変化で細菌の増殖徴であるが、生体内であってもファージが宿主細菌をモニターする。この方法では、細菌とファージのに感染すると、局所でファージが十分に増幅できる感染において、空間的、そして時間的に長いスケー可能性があるため、前述のような感染、溶菌効率のルでファージの感受性をモニターできる方法である

高いファージを単回投与するよりも反復投与するこが、定性的なデータであり、それが臨床試験においとを推奨している。てある一定の溶菌効果の値をブレークポイントとしⅣ. 結て設定できるというような方法には至っていない。

論

今後、ファージの感受性試験について、標準化され、正確で、再現性があり、迅速で一度に複数のファーファージセラピーは、薬剤耐性菌の蔓延に伴い、ジを検査し、臨床に応用した際の効果を予測できる難治性感染症の治療法として再浮上してきた。いく

ような解釈基準が策定され、それを用いて事前に判つかの非対照のケーススタディでは、臨床的に成功定した上で臨床に応用できることが理想である。

した結果が数多く報告されているが、臨床的な失敗は十分に報告されていない可能性が高く、実施されたいくつかのランダム化比較試験においても、有益

Ⅲ-5. 安全なファージ投与に必要な現在の許容基準について性を示すことができていない。したがって、現状ではファージセラピーのルーチン的な臨床使用をすぐにARLG ファージタスクフォースは、ファージ解析推奨はできないと結論づけている。ファージセラピーに使用されるファージは、そのゲノムに抗生物質耐の有効性や失敗の可能性については、投与量、投与性遺伝子や毒素遺伝子をコードしてはならないこと

回数、投与期間、投与経路、抗生物質との相互作用、（ 12 ）

499

他のファージとの相互作用、耐性ファージの出現、ジを届けるかが重要で、さらにどのような疾患状態

不適切なファージ投与、免疫応答などについて、今であるのか（疾患組織、深部疾患、病原細菌の種類、後、解決されていかなくてはならないと述べている。

免疫の状態など）、といった症例個体の状況も大き

本論文では臨床医がファージセラピーを個々の実験く影響を受けることがあらためて示唆された。

的な臨床使用として検討する際に、重要な疑問点におわりについて、ある一定の考え方を示しており、欧米ではさらに詳細なデータを取りながら Expanded Access（拡大アクセス制度）や Compassionate Use（人道

薬剤耐性菌への切り札としてファージセラピーは的使用）を通して、有効性のあるデータを積み上げ期待されているが、ファージセラピーの臨床応用のていくことが期待されている。また、最後の記述に可能性を図としてまとめた（図 3）。薬剤耐性菌においては、「現在、ファージ療法はサルベージ療法

対するファージセラピーはもちろんであるが、菌種として位置づけられているが、最終的には、ファー特異的なファージの感染特性を考えると、病原細菌ジが有効であることが示されれば、感染の初期段階のみをターゲットとして正常細菌叢をコントロールで利用できるようになり、おそらく抗生物質の先行することも可能であろう。どちらにしても、ファー使用を減らし、抗生物質の温存に役立つことが期待

ジは菌株レベルで多様性もあるため、ファージカクされる。
」と記述されており、将来的にファージセテルの設計が鍵を握る。また、ファージによる攻撃ラピーへの期待が大きいことが伺えた。

は細菌の容易なファージ耐性化を生むが、その多くはゲノムレベルの変化（変異・欠失）を伴っており、

Ⅴ. 我々の取り組み

その結果、病原性や薬剤感受性などとのトレードオフにより、われわれにとって有利な状況をもたらすこと

われわれのグループでは、ファージセラピーの実もあり得る（図 4）。今後さらに、細菌とファージの用化に向けて実験室レベル、感染モデル動物試験を多様性、その感染メカニズムの深い理解により、効積極的に行ってきた。特に緑膿菌に関しては、ファー果的なファージセラピーの実用化が期待される。まジによる攻撃により宿主細菌株のゲノムレベルの変たわれわれは、日本におけるファージセラピーの社異を伴ったファージ耐性化が引き起こされ、その結会実装を目指し、昨年、日本ファージセラピー研究会

果として薬剤感受性の変化を引き起こすトレードオ（https://sites.google.com/view/jp-phage-therapy）

フを見出しており、ファージと薬剤との併用の可能を立ち上げ第 1 回の研究集会を開催した。本年度も性も示唆する結果を報告している 。また昨年、日

第 2 回研究集会を 11 月に開催した。さらに本稿で紹本で初めてのファージセラピーの臨床試験を行える

介した犬外耳炎での臨床試験成功例を受け、本年度、体制を整え、緑膿菌による犬の難治性外耳炎においクラウドファンディングを行い（https://readyfor.jp/て、ファージセラピーによる治療成功を収めた。本projects/Rakuno_Phage_Therapy）、広く一般の方へ症例では、多剤耐性の緑膿菌による極度の炎症状態の普及活動も行っている。

10）

において、その緑膿菌株に有効な野外ファージのカ

今回は、世界中で行われているファージセラピー

クテル化剤を変更しながら、およそ 3 週間の治療にの人への緊急使用について精査された論文についてより症状を劇的に改善することに成功した（投稿準紹介した。本来であれば、有効性を担保されたファー備中）。この臨床試験においては、実験室レベルでジ製剤が正規のルートで認可され、その使用が徐々見出せるファージ耐性化が臨床症例の中で容易に起に広がっていくはずであるが、実際にはファージ製こり得ることを再認識することとなり、しかしそれ剤の開発スピード以上に世界中で多くの緊急使用的に対応できるファージカクテルにより、対応が可能な臨床試験が行われている。この背景については、であることが明らかとなった。また、本症例では、もちろん、薬剤耐性の蔓延により使用できる抗菌薬

耳道内に良性のポリープを抱えており、それを取りがなく、命の危機が迫っている人が多いこと、さら除くことも功を奏した可能性がある。ファージは、細に現状では製剤として不確定な要素は多い状況で菌に対する走化性はなく、患部へどのようにファーあっても、ファージセラピーへの大きな効果に期待（ 13 ）

500

薬剤耐性菌に対するファージセラピー
ファージカクテル

カクテル化の設計が重要• 多様性の担保（宿主認識部位、溶菌活性、耐性化など）• ファージ耐性化を見据えた設計• ファージ耐性化に伴う薬剤感受性のトレードオフを見越した薬剤との併用

溶菌・死滅
薬剤耐性菌

病原細菌を狙い撃ちし、細菌叢を正常化するファージセラピー期待される効果

ファージカクテル• 細菌叢を乱さずに正常化へ• 薬剤耐性菌の出現を抑えることができる• 抗菌薬を温存できる

細菌叢解析
病原細菌

細菌叢を正常化治療経過

図 3 ファージカクテルの設計のポイントとファージセラピーの期待される効果

病原性・増殖性の低下

ファージカクテル

ゲノムレベルの変異・欠失

トレードオフファージのターゲット因子の変化• LPS、莢膜などの細菌表面構造の変化• 鞭毛や繊毛などの欠失• 薬剤排出ポンプの変異・欠失

薬剤感受性復帰

図 4 ファージ耐性化によりもたらされる進化学的トレードオフによる効果が寄せられていることがベースにある。われわれ研
究者は、動物、人の多くの命を細菌感染症から救える一つの手段としてファージセラピーが実用化されるよう、さらに研究と普及に邁進していく必要がある。

文献1 ）O’Neill LJ. : Review on Antimicrobial Resistance. 2014;
https://amr-review.org/sites/default/files/AMR Review
Paper -.

2 ）Schooley RT, et al : Antimicrob Agents Chemother. 2017;61（10）.
3 ）藤木純平 , 樋口豪紀 , 岩野英知 : ケミカルタイムス, 2018;
250 : 25 - 31.
4 ）Rebekah M. Dedrick, Carlos A. Guerrero-Bustamante, etal. Engineered bacteriophages for treatment of a patientwith a disseminated drug-resistant Mycobacterium abscessus. Nat. Med., 2019; 25: 730 -733.
5 ）Anaïs Eskenazi, Cédric Lood, et al. Combination of preadapted bacteriophage therapy and antibiotics for treatment of fracture-related infection due to pandrug-resistant Klebsiella pneumoniae. Nat. commun., 2022; 13（1）:302.
6 ）Jean-Paul Pirnay, Gilbert Verbeken, et al. The MagistralPhage. Viruses 2018; 10: 64.
7 ）Reardon S : Phage therapy gets revitalized, Nature, 2014;
510: 15 -16.
8 ）Cisek AA, Dąbrowska I, et al., Phage therapy in bacterial
infection treatment; One hundred years after the discovery of bacteriophages. Curr. Microbiol., 2017; 74: 277283.
9 ）Gina A. Suh, Thomas P. Lodise, et al. Considerations for
the Use of Phage Therapy in Clinical Practice. Antimicrob. Agents Chemother., 2022; 66（3）: 1-36.
10）Nakamura T, Fujiki J, et al., Fluctuating Bacteriophage-induced galU Deficiency Region is Involved in Trade-off Effects on the Phage and Fluoroquinolone Sensitivity in
Pseudomonas aeruginosa. Virus Res. 2021; 198596.

（ 14 ）