Wissen rund um Phagentherapie und
antibiotika-resistenz

Phagen sind Viren, die gezielt Bakterien angreifen, aber menschliche Zellen in Ruhe lassen. Ihr vollständiger Name lautet Bakteriophagen («Bakterienfresser»). Wie alle Viren bestehen sie zur Hauptsache aus dem Erbgut (DNA oder RNA) und Proteinen.

Vermehrungszyklus eines Phagen. Phagen docken an speziellen Stellen am Bakterium an. Dann kontrahiert ihr Schwanz und das Erbgut wird ins Bakterium injiziert. Die Maschinerie des Bakteriums wird umprogrammiert und es werden massenhaft Phagenteile produziert. Sind die jungen Phagen fertig, wird das Bakterium von innen aufgelöst. Eine Animation dieses Zyklus ist weiter unten auf der Seite.

Die Reste eines Bakteriums, nachdem sich die Phagen in seinem Inneren vermehrt haben. Die Phagenpartikel sind auf der aufgeplatzten Hülle (links) gut zu erkennen.

Phage NA32 infiziert Escherichia coli-Bakterien. NA32 gehört zu den T4-ähnlichen Phagen. Die Phagenpartikel mit hellem Kopf enthalten noch ihr Erbgut. Das Exemplar mit dunklem Kopf und kontrahiertem Schwanz hat sein Erbgut vermutlich in ein Bakterium injiziert. Von einer Schülerin während der Summer Science Academy 2019 aus Abwasser isoliert. Das Forum Phagentherapie bietet ähnliche Workshops für Schulen an.

Phage «HeinrichReichert» infiziert Escherichia coli-Bakterien. Gehört zu den V5-ähnlichen Phagen. Dieser Phage wurde bon einem Schüler während der Summer Science Academy 2019 aus Abwasser isoliert. Das Forum Phagentherapie bietet ähnliche Workshops für Schulen an.

Phage «SkaterBoy» infiziert Escherichia coli-Bakterien. Gehört zu den Kuraviren mit einem typischen, langgezogenen Kopf, den sie benötigen, um ihr für diese Art von Phagen sehr grosses Erbgut zu verpacken. Von einem Schüler während eines Maturaprojekts aus Abwasser isoliert.

Phage «Ercole» infiziert Pseudomonas aeruginosa-Bakterien. Gehört zu den Podoviren, die nur einen kurzen stummeligen Schwanz besitzen. Vom Phagenforscher Yannik Heyer aus Abwasser isoliert.

Phage EM80 infiziert Pseudomonas aeruginosa-Bakterien. Vom Phagenforscher Enea Maffei aus Abwasser isoliert. Gehört zu den PB1-ähnlichen Phagen. Einige Virenpartikel besitzen einen überlangen Schwanz, weil es zu Fehlern beim Zusammensetzen kam.

Phage LH1 infiziert Escherichia coli-Bakterien. Gehört zu den Inoviren, die lange Filamente bilden («Spaghetti-Viren»). Von einem Schüler während der Summer Science Academy 2019 aus Rheinwasser isoliert. Das Forum Phagentherapie bietet ähnliche Workshops für Schulen an.
(Bild links koloriert © Fabienne Estermann)
Erfahren Sie Wichtiges und Spannendes über Phagen, Phagentherapie und Bakterien.
Was sind Phagen?
Phagen sind Viren, die gezielt Bakterien angreifen, aber menschliche Zellen in Ruhe lassen. Ihr vollständiger Name lautet Bakteriophagen («Bakterienfresser»). Wie alle Viren bestehen sie zur Hauptsache aus dem Erbgut (DNA oder RNA) und Proteinen.
Und wie alle Viren können sich Phagen nicht eigenständig vermehren. Sie brauchen zwingend Bakterien dazu:
Phagen docken an spezifische Stellen auf der Bakterienoberfläche an (o.l.) | Danach injizieren sie ihr Erbgut ins Innere (o.r.)
Bald produziert das Bakterium Unmengen Phagenteile (u.l.) | Die jungen Phagen lösen das Bakterium von innen auf (u.r) Grafik und Animation: © Anne Seeger/SCNAT
Oder schauen Sie unsere Animation.
Wie funktioniert Phagentherapie?
Das Prinzip ist einfach: Der Feind meines Feindes ist mein Freund! Phagen dringen in Bakterien ein und töten sie. Weil sie sich dabei vermehren, vermehrt sich das Medikament selbst. Findet dies im Innern des Körpers statt, kann man so Infektionen bekämpfen (unsere Animation zeigt, wie es geht). Allerdings muss man in der Realität einiges beachten (siehe: Hat Phagentherapie Nebenwirkungen?)
Die allermeisten Phagen sind sehr spezifisch, d.h. sie greifen nur eine Bakterienspezies an oder sogar nur eine Untergruppe davon. (Bakterien verändern sich sehr rasch und bilden so genannte Stämme, Varianten einer Art, die sich in manchen Eigenschaften voneinander unterscheiden.)
Um ein:e Patient:in behandeln zu können, muss man das Bakterium, das die Infektion verursacht, isolieren und im Labor testen, ob der Phage, den man einsetzen will, das Bakterium bekämpfen kann.
Für manche Bakterienarten ist es schwierig oder aktuell unmöglich, passende Phagen zu finden. Manchmal setzen Mediziner:innen auch Kombinationen verschiedener Phagen ein. So kann man in manchen Fällen die Resistenzbildung verhindern – denn Bakterien werden nicht nur gegen Antibiotika resistent, sondern auch gegen Phagen.
In einigen Fällen erkaufen sich die Bakterien diese Resistenz allerdings zum Preis einer geringeren Virulenz, d.h. sie sind im Körper weniger aggressiv und können vom Immunsystem besser bekämpft werden.
Was machen die Phagen im Körper und wohin gehen sie, wenn die Infektion vorbei ist?
Phagen sind im Vergleich zu chemischen Wirkstoffen relativ gross. Trotzdem erreichen sie viele Gewebe des Körpers. Auch im Gehirn von Versuchstieren hat man sie schon nachgewiesen.
Allerdings weiss man über ihr Verhalten im Körper noch zu wenig, es braucht weitere Forschung. Dazu kommt, dass sich verschiedene Phagen im Körper aufgrund ihrer unterschiedlichen Zusammensetzung unterschiedlich verhalten können. Zum Beispiel werden manche Phagen vom Körper schneller aus dem Blut entfernt als andere. Manche regen auch schneller oder stärker die Bildung von Antikörpern als andere Antikörper können Phagen inaktivieren.
Wenn eine Infektion beseitigt ist, können sich die Phagen im Körper nicht mehr vermehren, weil ihr Futter fehlt. Sie werden dann vom Körper nach und nach aus dem Blut gefiltert, von Antikörpern inaktiviert und im Urin ausgeschieden oder abgebaut: Sie verschwinden nach getaner Arbeit.
Was?! Jemand will mir Phagen verabreichen?
Phagen, die zur Therapie eingesetzt werden, müssen sehr rein und gut charakterisiert sind (siehe: Hat Phagentherapie Nebenwirkungen?).
Wir nehmen jedoch mit der Nahrung täglich Abermilliarden von Phagen zu uns. Und sie leben die ganze Zeit in uns. Zum Beispiel im Verdauungstrakt, in der Blase, in den Atemwegen und auf der Haut. Phagen sind für den Körper nichts Unbekanntes.
Forscher:innen haben im Darm Stellen gefunden, an denen Phagen mit ihrem Kopf andocken können und dadurch ihre Schwanzfasern Richtung Darminneres strecken. Es gibt sogar die Hypothese, dass der Körper sich so seine eigene Phagengarde als erste Verteidigungsreihe gegen gefährliche Bakterie im Darm aufbaut.
Warum ist die Phagentherapie in der Schweiz nicht zugelassen?
Grob gesagt: Es gibt bis heute keine klinischen Studien, die heutigen Standards entsprechen und den eindeutigen Nachweis erbracht haben, dass Phagen wirksam sind. Solche Studien wären für eine Zulassung nötig.
In den ersten Jahrzehnten der Phagentherapie wurden viele Studien durchgeführt, aber diese genügen heutigen Anforderungen nicht. Dies gilt auch für die Studien, die zwischen 1950 bis zum Ende der Sowjetunion dort gemacht worden sind (oder zumindest jene, die man heute im Westen kennt und die zugänglich sind – die Studien wurden auf Russisch publiziert).
Die Phagentherapie geriet nach dem Aufkommen der Antibiotika um 1940 im Westen vergessen. Westliche Wissenschaftler:innen nahmen nach 1991 dank den ex-sowjetischen Phagenzentren (vor allem jenem im georgischen Tiflis) wieder Notiz. Es gab in der Folge einige wenige klinische Studien, doch sie waren mehrheitlich erfolglos – leider waren dabei auch Fehler im Spiel.
Da die Phagentherapie für grosse Pharmakonzerne aus einer Reihe von Gründen kaum interessant ist, ist es schwierig, weitere Studien durchzuführen, da diese sehr teur sind. Aktuell sind einige kleine Studien im Gang, unter anderem eine bei Lungeninfektionen bei Patient:innen, die an Cystischer Fibrose leiden.
Im Phagenland Georgien ist die Therapie zugelassen.
Unter welchen Umständen darf in der Schweiz mit Phagen behandelt werden?
Weil die Phagentherapie nicht zugelassen ist, darf sie aktuell in nur in Notfällen eingesetzt werden, in denen alle zugelassenen Behandlungsoptionen ausgeschöpft sind, und wenn ein schwerer Ausgang droht (Tod, Amputation oder Ähnliches).
In diesem Fall darf ein:e Mediziner:in einen alternativen Ansatz verfolgen. Dies wird als individueller Heilversuch bezeichnet, dem der Artikel 37 der Helsinki-Deklaration des Weltärztebundes eine Grundlage gibt. In der Schweiz ist die «Medizin-ethische Richtlinie zur Abgrenzung von Standardtherapie und experimenteller Therapie im Einzelfall» der Schweizerischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften (SAMW) massgebend.
Vor einer Behandlung muss die Patient:in oder Angehörige über die Behandlung und ihre Risiken ausführlich informiert werden und sie müssen zustimmen. Es braucht dazu keine behördliche Bewilligung. In den Richtlinien der SAMW heisst es, die behandelnde Ärzt:in solle den Rat eines geeigneten Expertengremiums oder zumindest eine Zweitmeinung einholen, ausser wenn das Risiko als minimal eingeschätzt werde. In manchen Kliniken muss die zuständige Ethik-Kommission zustimmen. Die Haftung liegt beim Hersteller des verwendeten Phagenpräparats und beim behandelnden Arzt.
Wird eine bestimmte experimentelle Therapie von einem Arzt oder einer Klinik mehrfach durchgeführt, taxieren dies die SAMW-Richtlinien als Aktivitäten, die in Richtung einer klinischen Studie gingen und eine Bewilligung benötigen. Allerdings ist auch festgehalten, dass die Erfahrung der Ärzt:in eine Rolle spielt. In der Praxis entsteht dadurch eine Grauzone (Wie viele Phagenbehandlungen, die ein:e Ärzt:in oder eine Klinik durchführt, zählen noch als individuelle Heilversuche? Wäre es nicht besser, wenn Mediziner:innen Phagenbehandlungen durchführen, die damit Erfahrung haben?).
Wie ist der Einsatz der Phagentherapie in anderen Ländern geregelt?
In den allermeisten Ländern ist die Phagentherapie wie in der Schweiz nicht zugelassen (eine Ausnahme ist das Phagenland Georgien (siehe: Warum ist Phagentherapie in der Schweiz nicht zugelassen?)
Einige Länder haben den Zugang zur Phagentherapie trotz fehlender Zulassung erleichtert. Dies, weil es ohne solche Massnahmen selbst in Notfällen nur selten zu Phagenbehandlungen kommt, weil die Hürden und der administrative Aufwand hoch sind.
Als Pionierland für Erleichterungen gilt in Europa Belgien. Dort dürfen Ärzt:innen Phagen grundsätzlich einsetzen, wenn diese die Sicherheitsvorschriften erfüllen und das eingesetzte Präparat von einem staatlich zertifizierten Labor hergestellt und von einem davon unabhängigen staatlich zertifizierten Labor kontrolliert worden ist. Für Fachleute: Es wird der Ansatz der «Formula magistralis» verwendet.
Trotz der Erleichterung sind die Behandlungszahlen in Belgien nach deren Einführung nicht massiv gestiegen. Portugal hat das belgische System kürzlich übernommen, die EU arbeitet daran. Die einzelnen Mitgliedsstaaten werden aber entscheiden können, ob sie das System einführen möchten oder nicht.
Eine erleichterte Praxis in unterschiedlicher Ausprägung gibt es auch in Frankreich, Australien und in der Praxis auch in den USA.
Wie gut wirkt die Phagentherapie?
Weil es bisher kaum aussagekräftige klinische Studien gibt, ist dies schwer zu sagen (siehe: Warum ist die Phagentherapie in der Schweiz nicht zugelassen?). Für eine verlässliche Einschätzung braucht es solche Studien, in denen die Wirkung eines zu testendes Medikaments mit einem Scheinmedikament (Placebo) oder einem anderen Medikament verglichen wird.
Es gibt allerdings eine Studie des belgischen Militärspitals Queen Astrid (QAMH), die die besten verfügbaren Anhaltspunkte zur Wirksamkeit liefert. Das QAMH hat die grösste Phagensammlung für den klinischen Einsatz in Europa, sie produziert Phagenpräparate in hoher Qualität und stellt diese anderen Spitälern kostenlos für Behandlungen zur Verfügung. Das Phagenteam des QAMH registriert alle diese Behandlungen und das resultierende Ergebnis.
2024 haben die Forscher:innen eine Studie über die ersten 100 Behandlungen veröffentlich, die mit QAMH-Phagen durchgeführt worden sind:
- Die Studie bestätigte, dass der Einsatz der Phagen sicher ist.
- In ca. 70 Prozent der Fälle wurde bei den Patient:innen eine klinische Verbesserung festgestellt.
- In ca. 60 Prozent der Fälle konnten die pathogenen Bakterien nach der Behandlung nicht mehr nachgewiesen werden.
In vielen Fällen wurden die Patient:innen neben Phagen auch mit Antibiotika behandelt. Deswegen und weil es keine Kontrollgruppe mit Placebo-Behandlung gab, kann man streng genommen nicht sagen, ob die Phagen die Heilung bewirkt haben.
Allerdings handelt es sich bei allen Fällen um Patient:innen, die zum Teil über Jahre erfolglos mit Antibiotika behandelt worden waren. Die Wahrscheinlichkeit scheint gross, dass die Phagen in vielen Fällen wichtig für die Wirkung waren.
Es gibt immer mehr Evidenz dafür, dass manche Phagen und Antibiotika synergistisch wirken – in Kombination besser als einzeln. Dies war in manchen Fällen in der Studie auch der Fall.
Die Erfolgsquote von etwa 60 Prozent liegt in der Grössenordnung, den manche Reviews und eine grobe Analyse der publizierten Fallberichte ergeben. Die Evidenz der Studie des QAMH ist dabei höher zu gewichten als jene der Fallberichte: Obwohl es Berichte über Misserfolge gibt, ist zu erwarten, dass diese weniger häufig publiziert werden (Mediziner:innen und Publikationen berichten lieber über Erfolge). Bei der QAMH-Studie sind alle Misserfolge der Untersuchungsreihe eingeschlossen.
Gegen welche Infektionen kann man Phagen einsetzen?
Aus rechtlichen Gründen (siehe: Warum ist die Phagentherapie in der Schweiz nicht zugelassen?) dürfen nur Notfälle behandelt werden.
Für akute Infektionen ist Phagentherapie weniger geeignet, weil man zuerst das verursachende Bakterium isolieren und die Phagen dagegen testen muss. Dies dauert im schnellsten Fall 2-3 Tage, meist länger.
Geeignet sind Infektionen, die seit längerem durch keinerlei Antibiotika-Kombination geheilt werden kann. Dies sind leider mehr, als man denken könnte. Am häufigsten mit Phagen behandelt werden:
- Infektionen im Zusammenhang mit Gelenkprothesen, Infektionen nach Knochenbrüchen und Knocheninfektionen (Osteomyelitis)
Häufigste behandelte Bakterienarten: S. aureus, S. epidermis, P. aeruginosa
- Chronische Wunden und Entzündungen (Ulcus, oft im Zusammenhang mit einer Diabeteserkrankung), infizierte Wunden, meist nach einem chirurgischen Eingriff
Häufigste behandelte Bakterienart: S. aureus - Lungenentzündung, Atemwegsinfekte, Infekte nach Lungentransplantationen (oft im Zusammenhang mit cystischer Fibrose)
Häufigste behandelte Bakterienarten: P. aeruginosa, A. baumannii
-
Infektionen am Herzen, an herzunterstützenden Implantaten und Gefässprothesen
Häufigste behandelte Bakterienarten: S. aureus, P. aeruginosa -
Schwere Infektionen und Abszesse in Organen und anderen Geweben, Empyem (Eiteransammlung in einer natürlichen Körperhöhle), Sepsis („Blutvergiftung“)
Häufigste behandelte Bakterien: S. aureus, A. baumannii - Infekte der Harnwege und Prostata
Häufigste behandelte Bakterien: K. pneumoniae, E. coli, E. faecium
(Analyse aus T. Häusler und C. Kühn, «Bakteriophagen – Wenn Antiobiotika nicht mehr helfen)
Was sind Vor- und Nachteile der Phagentherapie?
Einer der grössten Vorteile der Phagentherapie: Phagen sind enorm wählerisch. Die meisten greifen nur eine ganz bestimmte Bakterienart an. Dadurch bleiben die nützlichen Bakterien unbehelligt, die im Körper leben. Viele Antibiotika schädigen diese natürliche Bakterienflora, was schwerwiegende Folgen haben kann. Die grosse Spezifität der Phagen hat aber auch Nachteile.
Eine Zusammenstellung der wichtigsten Vor- und Nachteile:
Vorteile
- Phagen wirken auch gegen Bakterien, die gegen alle Antibiotika resistent sind.
- Phagen sind sehr spezifisch und schädigen die nützlichen Bakterien nicht, die im und auf dem Körper leben. Dadurch gibt es keine Nebenwirkungen oder Sekundärinfektionen, wie sie bei Antibiotikabehandlungen auftreten können.
- Durch ihre Spezifität fördern Phagen keine Resistenzen bei nützlichen Bakterien, die im und auf dem Körper leben. Solche Resistenzen werden unter Bakterien leicht weitergegeben. Tritt eine Immunschwäche auf, kann ein solcher Keim gefährlich werden.
- Die Phagenbehandlung kann spezifisch an die Infektart angepasst werden.
- Wenn gut aufgereinigte Phagen verwendet werden, treten kaum Nebenwirkungen auf.
- Phagen sind ein „intelligentes“ Medikament: Sie vermehren sich am Ort des Infekts so lange, bis keine Bakterien mehr vorhanden sind. Danach werden sie ausgeschieden. Wegen dieses Effekts könnte es in manchen Fällen auch genügen, wenn nur wenige Phagen an einen schwer zu erreichenden Infektort vordringen.
- Wenn ein Bakterium gegen eine Phagenart resistent wird, lässt sich meistens ein anderer aktiver Phage finden. Die Evolution sorgt für „unerschöpflichen“ Nachschub.
- Mit Strategien wie die Kombination mehrerer Phagen kann die Resistenzbildung verlangsamt werden.
- Bakterien, die gegen Phagen resistent werden, verlieren oft an Virulenz und/oder ihre Antibiotikaresistenz und können so erneut mit Antibiotika und/oder vom Immunsystem bekämpft werden.
- Phagen wirken mit manchen Antibiotika synergistisch zusammen.
- Manche Phagen können Biofilme auflösen und/oder sie für Antibiotika sensitiv machen.
Nachteile
- Ein formeller Nachweis der Wirksamkeit aus klinischen Studien steht noch weitgehend aus.
- Es fehlt an Wissen zur Pharmakologie und Interaktion mit dem Immunsystem. Es gibt keine Guidelines und Standards wie bei der Antibiotikatherapie. Vielen Ärzten fehlt das nötige Wissen, so dass ein Patient einen geeigneten Arzt suchen muss. (Phagen sind schwieriger einzusetzen als Antibiotika).
- Wegen der hohen Spezifität der Phagen braucht man eine genaue Diagnose der Infektion. Dies kostet Zeit und verzögert die Behandlung. Akute Infektionen sind deshalb weniger geeignet für die Phagentherapie. (Die sogenannte empirische Therapie, bei der ein Präparat zuerst eingesetzt wird und danach die Diagnose gestellt wird, ist kaum möglich.)
- Multibakterielle Infektionen müssen als solche erkannt werden. Zur Behandlung sind in vielen Fällen zusätzliche Phagen erforderlich.
- In manchen Fällen ist genaues Wissen über die Biologie des zu behandelnden Infekts nötig, das noch fehlt.
- In manchen Fällen tritt sehr schnell eine Resistenz auf. Die Suche nach neuen Phagen kann sehr aufwendig, zeitintensiv oder vergeblich sein.
- Für manche Bakterienarten gibt es noch kaum Phagen in den Phagenbanken.
- Gegen manche Phagen und/oder bei manchen Darreichungsformen bildet das Immunsystem Antikörper, die die Effektivität der Behandlung schmälern können. Es ist noch weitgehend unbekannt, ob dies den Erfolg einer erneuten Therapie mit den gleichen Phagenarten bei einer späteren Infektion beeinträchtigt.
- Manche Gewebe oder Organe und das Innere von Zellen könnten für die relativ grossen Phagen schlecht zugänglich sein. Das Wissen darüber ist mangelhaft.
- Die eingesetzten Phagen müssen genau charakterisiert werden, damit sie keine gefährlichen Gene enthalten und auf die Bakterien im Körper übertragen.
- Es gibt viele verschiedene Phagen mit unterschiedlichen Charakteristika. Manchmal können schon kleine Veränderungen einzelne Eigenschaften stark verändern. Dies kann die Planung einer Therapie erschweren.
- Die Haltbarkeit der Phagen ist unterschiedlich und muss getestet und überwacht werden.
Hat Phagentherapie Nebenwirkungen?
Es gibt in der Medizin kaum einen Wirkstoff ohne Nebenwirkungen. Bisherige Studien und Erfahrungen zeigen, dass die Nebenwirkungen von Phagen gering sind – wenn wichtige Sicherheitsprinzipen befolgt werden. Dazu gehören, dass die zur Therapie verwendeten Phagen genügend aufgereinigt sein müssen und ihr Erbgut keine gefährlichen Gene enthalten darf. Manche Phagen tragen zum Beispiel Gene, die sie an Bakterien weitergeben können und die diese gefährlicher für den Menschen machen (virulenter). Darum wird das Erbgut von Phagen vor dem Einsatz in der Therapie entschlüsselt und auf solche Gene abgesucht.
Eine Übersichtsanalyse von 2021 diskutiert die Nebenwirkungen, die in 69 Studien zwischen 2008 und 2021 aufgetreten waren. Sie berücksichtigt Tierversuche, Fallbeschreibungen und klinische Studien. Das Fazit der Autor:innen: «In unserem systematischen Literaturreview identifizierten wir einige unerwünschte Ereignisse im Zusammenhang mit Phagentherapie, aber ernsthafte Ereignisse waren extrem selten.»
In Tierstudien sind Untersuchungen möglich, die am Menschen aus ethischen Gründen kaum zulässig sind. Zum Beispiel studierten Forscher an Schafen die Wirkung der Phagentherapie bei Nasennebenhöhlenentzündung. Den Tieren wurde während drei Wochen zweimal täglich Phagenlösung mit einer Kanüle durch den Knochen neben der Nase in die Stirnhöhle injiziert. Neben Blut- und Stuhlproben untersuchten die Forscher auch, wie die Flimmerhärchen in den Nebenhöhlen und das Gewebe in den Atemwegen, in der Lunge und in anderen Organen reagierte (Herz, Leber, Milz und Niere). Sie fanden keine Auffälligkeiten.
Wenn ein großer Infektionsherd innerhalb kurzer Zeit aufgelöst wird, können toxische Stoffe aus den Bakterien frei werden oder solche, die das Immunsystem zu einer starken Reaktion stimulieren. Das gilt besonders, wenn es sich um sogenannte gramnegative Bakterien handelt. Die Folge können Fieber, Schüttelfrost und Schockreaktionen sein. Dieser Effekt ist von der Behandlung mit Antibiotika bekannt (wenn es auch über die genauen Zusammenhänge Unklarheiten gibt). Bei der Phagentherapie werden analoge Reaktionen erwartet, vor allem, weil die Vermehrung der Phagen – zumindest in Laborkulturen – fulminant vonstatten gehen kann und in kurzer Zeit sehr viel problematische Substanzen freigesetzt werden können.
In Fallstudien wurden wenige Vorfälle beschrieben, die auf einen solchen Prozess hindeuten. Die körperlichen Auswirkungen waren allerdings fast immer mild, sodass mit der Behandlung nicht pausiert werden musste, oder sie verschwanden vollständig nach einer Unterbrechung.
In einem Fall traten bei einem 72-jährigen Patienten nach intravenöser Phagenbehandlung erhöhte Blutwerte bestimmter Leberenzyme auf (Transaminitis). Die Behandlung wurde abgebrochen und die Werte normalisierten sich. Die Ärzte vermuteten, dass die Phagentherapie und eine bereits existierende Leberkrankheit die erhöhten Werte ausgelöst hatten.
Einige Untersuchungen stellten während einer Phagentherapie Veränderungen in manchen Parametern des Immunsystems fest – aber andere Studien nicht. Welche biologische Bedeutung dies hat, ist unbekannt, klinisch relevante Befunde gab es bisher nicht. Es ist ratsam, solche Aspekte künftig noch genauer zu untersuchen.
Was ist eine Phagenbank und wozu braucht man sie?
Die allermeisten Phagen sind sehr spezifisch, d.h. sie greifen nur eine Bakterienspezies an oder sogar nur eine Untergruppe davon. (Bakterien verändern sich sehr rasch und bilden so genannte Stämme, Varianten einer Art, die sich in manchen Eigenschaften voneinander unterscheiden.)
Um verschiedene Infektionen behandeln zu können, braucht es deshalb eine Sammlung verschiedener Phagen, die verschiedene Bakterienarten und verschiedene Stämme innerhalb einer Art abdeckt. Eine solche Sammlung nennt man Phagenbank. Es gibt weltweit einige solcher Phagenbanken, einige spezialisieren sich auf Phagen bestimmter Bakterienarten.
Soll ein:e Patient:in behandelt werden und es ist lokal kein passender Phage verfügbar, werden diese weltweit in Phagenbanken gesucht und meist zur Verfügung gestellt.
Wie findet man neue Phagen?
Am leichtesten findet man Phagen dort, wo ihr Futter ist, also die Bakterien. Viele medizinisch relevante Bakterien findet man im Abwasser von Spitälern, darum suchen Phagenforscher:innen dort oft nach Phagen. Oder in der Kläranlage oder in einem Fluss.
Es wurde auch schon eine Patientin mit einem Phagen behandelt, den eine Schülerin in einem Biologiekurs in einer Probe gefunden hatte, die sie unter einer verfaulten Aubergine genommen hatte.
Keine Sorge: Phagen, die für die Behandlung eingesetzt werden, stammen nur sehr indirekt aus solchen Quellen. Sie wurden zwischenzeitlich im Labor untersucht, vermehrt und sorgfältig gereinigt.
Fachleute sprechen von zwei verschiedenen Ansätzen der Phagentherapie. Was meinen Sie damit?
Weil Phagen so wählerisch sind (siehe: Wie funktioniert Phagentherapie?) halten manche Fachleute eine personalisierte Behandlung für nötig: Für jede:n Patient:in wird individuell nach passenden Phagen gesucht. Dies verspricht nach Ansicht der Befürworter eine höhere Erfolgschance.
Dieser «handwerkliche Ansatz» ist für Pharmaunternehmen kaum in einem erfolgreichen Geschäftsmodell umzusetzen (obwohl dies versucht worden ist).
Darum arbeiten manche Unternehmen an Medikamenten, die aus einer festen Kombination von Phagen für eine bestimmte Bakterienart bestehen, z.B. Staphylococcus aureus. Die Kombination mehrerer Phagen soll sicherstellen, dass ein breiteres Spektrum an verschiedenen Staphylokokken-Stämmen abgedeckt werden kann. Sonst wäre das Präparat nur bei einer verminderten Zahl von Patient:innen oder Weltregionen wirksam.
Der Vorteil solcher standardisierter Phagencocktails liegt neben der besseren Wirtschaftlichkeit darin, dass man die Wirksamkeit des Medikaments in einer klinischen Studie leichter belegen kann.
Allerdings gibt es auch Nachteile: Trotz der Kombination mehrer Phagen wird es Fälle geben, die der Cocktail nicht abdeckt, eine Behandlung ist in solchen Fällen erfolglos. Wahrscheinlich gravierender ist aber, dass die Bakterien gegen solche Cocktails Reistenzen entwickeln werden – sehr wahrscheinlich relativ schnell. Dann müssten die Phagen in den Cocktails ausgetauscht werden.
Das existierende Zulassungsprozedere ist dafür nicht ausgelegt. Wird es nicht an solche «Phagenrealitäten» angepasst, bräuchte es für jede Anpassung eines Cocktails neue klinische Studien. Dies wäre unwirtschaftlich. Es gibt Bestrebungen, die Regulierung anzupassen. Doch trotz einiger Jahre an Diskussionen ist dies bisher nicht geschehen.
Ein weiterer Nachteil ist, dass es bei rund 30 Bakterienspezies Phagenbehandlungen braucht. Manche davon wären nicht sehr häufig, darum würde sich die Entwicklung eines Phagencocktails nur für wenige Arten für Pharmafirmen rechnen. Patient:innen mit nicht-abgedeckten Infektionen hätten weiterhin keine Hilfe.
Antibiotika-Resistenz erklärt
Schon kurz nach dem Einsatz des ersten Antibiotikums (Penizillin) in den 1940ern fanden Ärzte erste resistente Bakterien. Der Entdecker des Penizillins, Alexander Fleming, hatte dies vorausgesagt – denn es entspricht quasi einem Naturgesetz.
Viele antibiotische Wirkstoffe stammen aus Mikroorganismen. Sie produzieren sie, um sich in ihrem von anderen Mikroben besiedelten Umfeld ein Plätzchen frei zu halten. Doch die Angegriffenen wehren sich und produzieren Abwehrstoffe oder nutzen andere Tricks, um die Giftattacke zu überleben: Sie entwickeln eine Resistenz gegen den Wirkstoff.
Bakterien sind Meister der Evolution und haben unzählige Abwehrstrategien und Stoffe gegen Antibiotika entwickelt und entwickeln sie fortlaufend weiter. Die Gene, die es dafür braucht, geben die Mikroorganismen untereinander weiter. Dies alles führt dazu, dass gegen die meisten Antibiotika innerhalb kurzer Zeit Resistenzen auftreten.
Vor- und Nachteile von Antibiotika
Vorteile
- Es gibt eine grosse Zahl von Antibiotika mit nachgewiesener Wirkung auf viele verschiedene Bakterien- und Infektarten.
- Über den Einsatz und das Verhalten der meisten Antibiotika ist viel bekannt. Es gibt Guidelines und Standards. Sie sind in vielen Fällen von Mediziner:innen einfach einsetzbar.
- Es gibt breit wirkende Antibiotika, die im akuten Fall sofort eingesetzt werden können, wenn die Bakterienart des Infekts nicht bekannt ist.
Nachteile
- Manche Bakterienarten haben weitreichende Resistenzen gegen Antibiotika entwickelt. Es gibt Stämme, gegen die (fast) kein Präparat mehr wirkt. Manche Bakterienarten sind von Natur aus gegen viele Wirkstoffe unempfindlich.
- Wegen der Evolution kommt es früher oder später bei jedem Antibiotikum zu Resistenzen. Die Suche nach neuen Wirkstoffen ist sehr aufwendig und teuer und sie stockt aus verschiedenen Gründen seit Jahren.
- Der falsche Einsatz von Antibiotika ist weitverbreitet (abhängig vom Land). Dies befördert die Entwicklung von Resistenzen.
- Besonders Breitbandantibiotika führen dazu, dass auch harmlose Bakterien im Körper resistent werden. Solche Resistenzen werden unter Bakterien leicht weitergegeben. Tritt eine Immunschwäche auf, kann ein solcher Keim gefährlich werden.
- Antibiotika töten im Körper auch nützliche Bakterien. Dies kann zu einem Ungleichgewicht der Haut- oder Darmflora mit unangenehmen oder gar gefährlichen Folgen führen (Sekundärinfektionen, Durchfall).
- Manche Antibiotika können erhebliche Nebenwirkungen haben (von Gehörschädigung bis zu Sehnenrissen).
- Viele sogenannte „Last-line“ Antibiotika haben besonders schwere Nebenwirkungen, zum Beispiel Nierenschäden. Manchmal muss deswegen ihr Einsatz abgebrochen werden. Die Behandlungsalternativen werden dadurch noch spärlicher.
- Wenn eine Körperstelle schlecht durchblutet ist, zum Beispiel wegen Diabetes, erreicht man am Infektort kaum die nötige Wirkstoffkonzentration.
- Infektionen mit Biofilmen, die gerne auf Implantaten aller Art entstehen, sprechen oft schlecht auf eine Antibiotikabehandlung an.
Mich betrifft Antibiotika-resistenz doch nicht
Antibiotika-Resistenz betrifft weitaus mehr Menschen als man denkt. Einige Beispiele:
Risikofaktor Diabetes
Menschen mit Diabetes erkranken oft an Infektionen des Fusses («diabetischer Fuss»). Die verursachenden Bakterien sind oft resistent gegen Antibiotika oder werden es im Lauf der Behandlung.
Krebs
Viele Krebs- und andere moderne medizinische Therapien schwächen das Immunsystem. Schwer behandelbare oder tödliche bakterielle Infektionen können dabei auftreten.
Künstliche Gelenke und andere Implantate
Trotz Vorsichtsmassnahmen kann es beim Einsetzen von künstlichen Gelenken und anderen Implantaten zu Infektionen kommen, die sich oft schwer behandeln lassen. Amputationen können eine Folge sein.
Harnwegsinfekte
Manche Menschen leiden an hartnäckigen Blasenentzündungen, die über die Jahre immer wieder aufflammen.
Cystische Fibrose
Angeborene Leiden wie Cystische Fibrose (CF) können zu chronischen Infektionen führen. In der Schweiz leben 800 bis 1000 Menschen mit CF.
Atemwege
Auch Nasennebenhöhleninfektionen können chronisch werden. Antibiotika haben dann nur beschränkte Wirkung.
Ungewollte Reisesouvenirs
Schweizer:innen, die aus Ländern mit gravierenden Antibiotikaresistenz-Problemen heimkehren, bringen resistente Keime mit nach Hause, dies zeigen Studien. Im Falle von Indien waren es über 85 Prozent. Oft verschwinden die resistenten Bakterien wieder aus der eigenen Flora. Man kann aber geschwächte Menschen damit anstecken.
Wie funktionieren klinische Studien?
Damit ein Medikament zugelassen werden kann, muss es in klinischen Studien getestet werden. Dies ist ein streng geregelter, komplexer und teurer Prozess, der Dutzende bis mehrere hundert Millionen Franken kosten kann.
Design klinischer Studien
Angewendet wird die sogenannte randomisierte Doppelblindstudie. Dabei werden die Studienteilnehmer:innen in zwei Gruppen geteilt, die Zuteilung erfolgt strikt zufällig (randomisiert). Die eine Gruppe wird mit dem Medikament behandelt, das getestet wird. Die andere mit einem Medikament ohne Wirkstoff (Placebo). Weder die behandelnden Ärzte noch die Patient:innen wissen, wer das Testpräparat erhält und wer ein Placebo (doppelblind). So soll sichergestellt werden, dass die Ärzte z.B. keine unbewusste Systematik in der Gruppenzuteilung anwenden oder bei der Beurteilung der Wirkung befangen sind (weil sie zum Beispiel das Medikament für wirksam halten).
Phasen klinischer Studien
Diese Studien werden in Phasen durchgeführt. In der Vorphase wird das Medikament an Labortieren getestet: Ist es wirksam? Treten nicht zu starke Nebenwirkungen auf? In der ersten Phase wird an einer kleinen Zahl von zumeist gesunden Patienten getestet, ob das Medikament starke Nebenwirkungen hat. In der zweiten Phase wird an einer etwas grösseren Zahl von Kranken die optimale Dosis eruiert und wiederum die Nebenwirkungen beobachtet. Die Wirkung wird nur in zweiter Linie getestet. In der dritten Phase mit meistens mehreren Hundert bis wenigen tausend Patient:innen wird die Wirksamkeit eruiert. Auch seltenere Nebenwirkungen treten erst jetzt auf. Ist das Verhältnis zwischen Wirkung und Nebenwirkungen günstig (Nutzen-Risiko-Verhältnis), kann das Medikament von der zuständigen Behörde (Swissmedic) zugelassen werden. Randomisierte Doppelblindstudien gelten als Goldstandard für Medikamententests.
Grenzen bei seltenen Krankheiten
Bei seltenen Krankheiten mit wenigen Patient:innen stossen sie allerdings an Grenzen. Dann gelingt es zuweilen nicht, innert nützlicher Frist genügend Patient:innen mit dem zu behandelnden Krankheitsbild zu finden. Das gilt auch für manche Infektionen, da sie in vielen verschiedenen Ausprägungen auftreten, z.B. versch. Erreger, verschiedene Infektarten und -orte im Körper. Neue statistische Verfahren, die aktuell entwickelt werden, sollen möglichst viele Erkenntnisse aus kleinen Patient:innengruppen ermöglichen.
Was ist Good Manufacturing Practice (GMP)?
Medikamente auf dem Markt müssen gemäss Good Manufacturing Practice (GMP) hergestellt werden. Dies ist ein Regelwerk von Standards, Prozeduren und Dokumentationsvorschriften. So wird sichergestellt, dass ein Medikament in gleichbleibend hoher Qualität hergestellt wird.
GMP verursacht beträchtliche Kosten, die aber bei der Herstellung von vielfach eingesetzten Medikamenten «pro Pille» nicht so stark ins Gewicht fallen.
Bei der personalisierten Phagentherapie können diese Kosten aber so hoch ausfallen, dass manche Experten warnen, sie würde dadurch verunmöglicht.
Die Phagen in Belgien müssen den dort geltenden Regeln gemäss nicht nach GMP hergestellt werden. Die Präparation ist jedoch so gut, dass die belgischen Phagen mehrfach ohne grosse Nebenwirkungen intravenös eingesetzt worden sind. Dies gilt auch für Phagen aus manchen Labors anderer Länder.
Viele FAQ-Einträge stammen aus dem Buch «Bakteriophagen – Wenn Antibiotika nicht mehr helfen» von Thomas Häusler und Christian Kühn, erschienen im Verlag Südwest. Verwendung mit freundlicher Genehmigung des Verlags.
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Wie sich Phagen in Bakterien vermehren – und sie töten
Phagen docken an spezifische Stellen auf der Bakterienoberfläche an (o.l.) | Danach injizieren sie ihr Erbgut ins Innere (o.r.)
Innert Kürze produziert das Bakterium Unmengen Phagenteile (u.l.) | Die jungen Phagen lösen das Bakterium von innen auf (u.r)
Grafik und Animation: © Anne Seeger/SCNAT
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