Nature新發現：對抗細菌感染的新哨兵

日期：2012-07-17 08:06:21

盡管當前的公共衛生做出了極大的努力，大腸桿菌疫情仍持續地滲入食物供應，每年造成了全球引人關注的疾病和死亡。現在研究團體獲得了一個重大的發現，發布在7月15日的《自然》（Nature）雜志上，來自拉霍亞過敏和免疫學研究所（La Jolla Institute for Allergy & Immunology, La Jolla, CA）的研究人員發現了一個分子在對抗大腸桿菌和其他細菌感染中從前未知的作用，這一研究發現提供了新的途徑來保護人們免受這些危險的微生物侵襲。

研究小組的領導者、拉霍亞過敏和免疫學研究所主任和首席科學家Mitchell Kronenberg博士說：“我們發現了排列在肺和腸表面的細胞表達了一種稱為HVEM的分子，這一分子對于保護機體免受大腸桿菌、肺炎球菌和其他通過我們的呼吸道和消化道內壁進入身體的細菌感染起至關重要的作用。我們發現在這些細胞中HVEM就像衛兵一樣對存在的侵入細菌做出反應，向免疫系統發送信號以召集更多的軍隊。作為上皮保護屏障的一部分，缺乏其參與，機體就會受到某些致病細菌的侵襲。”Kronenberg博士補充說他希望這一發現將推動努力開發出對抗細菌感染的新治療或疫苗。

“大家都知道上皮細胞保護機體粘膜表面免受感染，但卻不知道HVEM在開啟上皮細胞抗細菌反應中起極為重要的作用。上皮細胞排列在機體包括口腔、鼻、腸和肺等的粘膜表面，是傳染性病原體最常見的入口點。我們發現HVEM和其他的IL-22受體在上皮細胞中協同作用觸發了免疫保護。沒有這兩種受體的協同作用，機體無法抵抗感染，”Kronenberg博士說。

哈佛大學醫學教授及布萊根婦女醫院腸胃病學、肝病學和內窺鏡部主任Richard S. Blumberg博士稱這一發現對多個層面具有重要意義。“這是一個極好的生物興趣點，它顯示了這一新信號通路如何在上皮表面感染控制上發揮了重要的作用，它是絕大多數傳染病的入口點。在最基本的層次上，它為我們提供了我們的宿主免疫反應在侵入門戶處參與并激活保護機制的方式的新認識。從治療的角度來看，更好地理解這些信號通路將有助于研究人員探索在這些關鍵的部位治療上操縱免疫反應防止和清除傳染性病原體的新途徑。

新研究側重于大腸桿菌和肺炎球菌（亦稱為肺炎鏈球菌），“粘膜表面的HVEM信號提供了對抗致病細菌的宿主防御，”Kronenberg說HVEM機制有可能涉及了保護機體對抗多種其他危險細菌和微生物。事實上，HVEM是一種皰疹病毒入口調控子，是皰疹病毒利用進入細胞的一種蛋白。

在這項研究中，研究人員利用了遺傳操縱缺失HVEM的小鼠。當這些小鼠接觸肺炎球菌或與大腸桿菌非常相似的一種小鼠病原體時，HVEM缺陷導致小鼠更易發生感染，細菌負荷量增高以及顯著缺乏粘膜屏障。“在肺臟和腸中的反應驚人地相似，在接觸微生物的2天內，缺乏HVEM的小鼠在任一位點都不能有效做出反應，這一缺陷不僅是主要的還差不多是即時的。”

加州大學圣地亞哥分校兒科學和藥學教授Victor Nizet 博士評論說：“在當前抗生素耐藥不斷增加的時代，迫切需要創新的方法來治療細菌性感染。這些重要的新方法包括增強對感染的免疫抵抗，拉霍亞過敏和免疫學研究所的科學家們在新發現中揭示了HVEM是與多種病原體和多個感染位點相關的一個候選藥物靶點。”

肺炎球菌是兒童細菌性肺炎和腦膜炎的最常見病因。根據世界衛生組織統計，肺炎是全世界兒童死亡單一最大死因，每年導致5歲以下預計140萬兒童死亡。由于2000年引入一種肺炎球菌疫苗美國兒童的病例顯著下降，但細菌仍然是一個重大的問題，尤其是對2歲以下的美國兒童，老年人和整個發展中國家。

大腸桿菌（E. coli）是一個大型的多樣化的細菌家族。盡管大多數大腸桿菌株是無害的，但有些也可致命。大腸桿菌借助微量（通常是不可見）的人類或動物糞便污染進入食物供應。許多人有可能形成輕微癥狀，有些人會遭受嚴重的并發癥導致腎衰竭和死亡。在2011年，大腸桿菌集中在德國爆發使得超過4000人患病，最終導致15個國家50人死亡。這一爆發最終追溯至污染的豆芽。