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如何训练宿主机体自身的细胞来抵御耐药性病原菌?

来源:本站原创 2019-01-31 09:47

2019年1月31日 讯 /生物谷BIOON/ --几十年来,耐药超级细菌一直威胁着人类的健康,由于缺乏新的抗生素,这种情况将会变得更糟,但如果我们能改变治疗耐药性细菌感染的方法,通过训练机体的细胞来杀死这些入侵者,而不是依赖抗生素,那么这种称之为宿主靶向性防御的新型策略或许就能帮助解决抗生素的耐药性问题。

图片来源:theconversation.com

抗生素耐药性日益引起了全球公共卫生的重点关注领域,来自英国政府的一份报告显示,全球每年约有70万人死于耐药性细菌引起的感染,若不能及时采取行动,全球死亡的人数可能会上升至1000万,这或将给全球经济造成80万亿美元的损失。当然,耐药性在美国也是一个严重的问题,每年有超过2.3万人因多重耐药性病原菌的感染而死亡,而且因此每年会花费550亿美元,威胁美国人群的罪魁祸首是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐碳青霉烯酸肠杆菌科(CRE)和艰难梭菌。

如今,研究人员正在研究试图寻找动物宿主机体中是否存在特殊因子在对感染产生反应上扮演着关键角色,研究人员利用感染小鼠模型进行研究,旨在寻找宿主机体中的特点或因子,并以其为靶点增强宿主机体抵御病原体的免疫反应,研究人员发现了一种名为Spi-C的特殊因子,该基因在人类所有细胞中都会表达。

图片来源:en.wikipedia.org

靶向作用宿主因子

研究人员发现了多种宿主机体因子在细菌感染过程中扮演着关键角色,同时这也让他们开始调查宿主机体的免疫系统抵御细菌感染的分子机制,深入研究宿主机体抵御病原体的防御机制或能帮助开发一种名为宿主定向性疗法(HDT,host-directed therapy),这种疗法是研究人员近10年以来提出的一种新型治疗手段。

宿主定向性疗法的目的是增强并放大宿主杀灭病原体的免疫反应,而并不依赖于抗菌药物,通过靶向作用宿主机体因子并应用抗生素疗法,HDT就能帮助有效抵御耐药性病原体的感染。HDT疗法包括了一整套治疗方法,其能增强宿主抵御病原体的免疫反应,同时还能保护宿主免于免疫反应的损伤,HDTs包括一种细胞疗法,即将特殊的骨髓细胞群诸如宿主机体中来预防机体出现过度的免疫反应及组织损伤,而另一种HDT疗法则包括利用非感染性疾病的药物来进行治疗,比如他汀类药物和布洛芬来减缓机体抵御感染的免疫反应。研究者指出,将HDTs与抗菌药物联合使用或能有效治疗多种耐药性的病原体,尤其是结核分枝杆菌。

图片来源:boundless.com

治疗感染的个性化疗法

在过去10年里,研究人员在宿主因子领域取得了多项研究进展,相关研究进展或有望帮助开发出新型的治疗性策略,其中一种策略就是个体化疗法,如今研究人员深入阐明了Spi-C在细菌感染中扮演的关键角色,Spi-C对于脾脏中特殊细胞群体的发育至关重要,其能够调节机体中的铁储存,而铁对于红细胞中氧气的运输至关重要。

在细菌感染期间,细菌需要铁离子来进行生长,因此,如果能够改变Spi-C基因的活性,研究人员或许就能剥夺细菌所需要的关键营养物质,从而阻断细菌对宿主机体的感染。在最近发表的一篇研究报告中,研究人员阐明了铁在宿主细胞中的效应,以及其如何与宿主因子相互作用。

在小鼠机体中,研究人员检测了宿主因子Spi-C的关键角色,他们将细菌的组分注射到小鼠机体中,希望能够在小鼠发生真正感染期间诱发小鼠机体相应的改变。初期研究结果表明,当利用细菌组分处理小鼠后,宿主因子在小鼠多个器官中都处于活性状态,这种激活作用在宿主防御过程中扮演着关键角色,研究者发现,失去Spi-C活性会增加小尺寸蛋白质的释放,从而促进宿主机体抵御病原体的防御力,小尺寸蛋白质的改变或许就能保护宿主免于抵御感染过程中过度炎症的发生。

研究人员认为,将靶向作用病原体的疗法转向宿主定向性疗法或许对于后期开发治疗耐药性细菌感染的新型个体化疗法至关重要。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

【1】The world is running out of antibiotics, WHO report confirms

【2】CRE bacteria: What you should know

【3】Host factors and genetic susceptibility to infections due to intracellular bacteria and fastidious organisms

【4】Dirk Bumann. Heterogeneous Host-Pathogen Encounters: Act Locally, Think GloballyCell Host & Microbe (2014) doi:10.1016/j.chom.2014.12.006

【5】Robert S. Wallis,Richard Hafner. Advancing host-directed therapy for tuberculosisNature Reviews Immunology volume 15, pages 255–263 (2015), doi:10.1038/nri3813

【6】Masako Kohyama, Wataru Ise, Brian T. Edelson, et al. Role for Spi-C in the development of red pulp macrophages and splenic iron homeostasis. Nature volume 457, pages 318–321 (15 January 2009) doi:10.1038/nature07472

【7】Md Zahidul Alam, Samir Devalaraja, Malay Haldar. The Heme Connection: Linking Erythrocytes and Macrophage BiologyFront. Immunol., 24 January 2017 doi:10.3389/fimmu.2017.00033

【8】How to train the body’s own cells to combat antibiotic resistance

January 15, 2019 10.29pm AEDT, Zahidul Alam

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