在囊性纖維化中，銅綠假單胞菌是一種非常可怕的病原體。這種細(xì)菌容易在患有囊性纖維化的人的肺部繁殖，導(dǎo)致幾乎不可能清除的慢性感染并且較終致命。與其他常見細(xì)菌相比，為什么銅綠假單細(xì)菌(P. aeruginosa)，更容易在囊性纖維化肺中大量繁殖?

圖源：Bacteria/Getty Images.

日前，哥倫比亞大學(xué)(Columbia University)瓦格洛斯外科醫(yī)生學(xué)院(Vagelos College of Physicians and Surgeons)的研究人員進(jìn)行的一項新研究找到了答案。研究證實(shí)，銅綠假單細(xì)菌更偏愛琥珀酸鹽豐富的環(huán)境。而囊性纖維化肺中富含琥珀酸。

“預(yù)防銅綠假單胞菌感染可以大大改善囊性纖維化患者的健康狀況，” 該研究的主要作者，兒科系博士后研究員里克爾梅博士說。“我們有可能通過靶向細(xì)菌在肺部使用琥珀酸來控制感染?！?/p>

囊性纖維化患者肺部過量的琥珀酸鹽為銅綠假單細(xì)菌提供了良好的生長環(huán)境。而這些過量的琥珀酸鹽來自CFTR和PTEN這兩種蛋白之間的相互作用。CFTR基因的突變通過阻止CFTR蛋白將離子輸入和輸出細(xì)胞而引起囊性纖維化。但這些突變也破壞了CFTR與PTEN的相互作用(哥倫比亞團(tuán)隊在2017年發(fā)現(xiàn)了這一發(fā)現(xiàn))。

正是這種異常的PTEN-CFTR相互作用，導(dǎo)致肺細(xì)胞釋放過量的琥珀酸。琥珀酸鹽推動了小鼠肺部銅綠假單胞菌的生長，但對金黃色葡萄球菌(另一種主要病原體)則沒有影響。

“適應(yīng)琥珀酸的細(xì)菌可以將其新陳代謝轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外粘液的產(chǎn)生過程中，這使得從肺中清除這些微生物極其困難。”該研究的老牌作者、醫(yī)學(xué)博士愛麗絲·普林斯(Alice Prince)、醫(yī)學(xué)博士約翰·m·德里斯科爾(John M. Driscoll Jr.)和小兒科教授伊馮·德里斯科爾(Yvonne Driscoll)表示“這些細(xì)菌是囊性纖維化慢性感染的原因?！?/p>

琥珀酸喂養(yǎng)的細(xì)菌也會抑制免疫反應(yīng)，進(jìn)一步阻礙身體控制感染的能力。在組織培養(yǎng)中在小鼠和人體細(xì)胞中進(jìn)行的新發(fā)現(xiàn)表明，即使CFTR的其他功能受損，也可以通過恢復(fù)PTEN和CFTR之間的相互作用來治療銅綠假單胞菌感染。

用于囊性纖維化的新藥，例如目前可獲得的lumacaftor和ivacaftor組合，恢復(fù)CFTR-PTEN相互作用并可減少琥珀酸的產(chǎn)生。

限制琥珀酸的積累也可以減少細(xì)菌的生長和適應(yīng)。里克爾梅說，琥珀酸鹽主要由炎癥反應(yīng)期間的免疫細(xì)胞產(chǎn)生?！拔覀冾A(yù)測，通過控制氣道中觀察到的炎癥，有望可以減少琥珀酸和銅綠假單胞菌的感染?！?/p>

囊性纖維化小百科

囊性纖維化是一種遺傳性外分泌腺疾病，主要影響胃腸道和呼吸系統(tǒng)，通常具有慢性梗阻性肺部病變、胰腺外分泌功能不良和汗液電解質(zhì)異常升高的特征。

囊性纖維化多發(fā)生在白種人身上。它是由于大量粘液阻塞全身外分泌腺，導(dǎo)致慢性阻塞性疾病和胰腺功能不全，囊性纖維化主要表現(xiàn)為慢性咳嗽、大量粘膜炎、長期慢性腹部、吸收不良綜合癥、生長遲緩等。

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