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圖片來源：約翰斯·霍普金斯大學(xué)
美國科學(xué)家如今對葡萄球菌感染的生物學(xué)機制，以及小鼠如何調(diào)動免疫系統(tǒng)對抗這些皮膚感染有了更深入的了解。研究人員在5月14日出版的美國《國家科學(xué)院院刊》上報告了這一研究成果。
金黃色葡萄球菌通常會引起皮膚感染，但也可能蔓延至全身，導(dǎo)致膿毒癥之類的侵襲性感染并可能致死。
這些金黃色葡萄球菌對多種不同抗生素的抗性越來越強，使得它們特別難以治療。在健康人群中，身體的天然免疫防御通常可以將細(xì)菌感染保持在皮膚中，并可使用適當(dāng)?shù)目股剡M行有效治療。然而，免疫功能低下的患者往往難以抵抗細(xì)菌，這使得后者更容易侵入并導(dǎo)致威脅生命的感染。
“雖然抵御金黃色葡萄球菌感染的人體免疫反應(yīng)仍然難以捉摸，但作為一個起點，我們已經(jīng)在小鼠中確定了對抗金黃色葡萄球菌的保護性免疫是由被稱為γδT細(xì)胞的特定免疫細(xì)胞策動的，這些細(xì)胞在感染時會從淋巴結(jié)移動至受感染的皮膚，從而引發(fā)保護性宿主反應(yīng)。”約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院皮膚病學(xué)副教授Lloyd S. Miller說。
Miller指出，金黃色葡萄球菌和其他多重耐藥細(xì)菌正在成為一個更大的問題，因為大多數(shù)抗生素不再能夠抵抗這些感染，而開發(fā)出來的新抗生素又很少。對于金黃色葡萄球菌，目前只剩下兩三種口服抗生素可以治療此類感染。
Miller及其團隊正在努力了解小鼠免疫系統(tǒng)對抗金黃色葡萄球菌的具體細(xì)節(jié)，以研究探測人體免疫系統(tǒng)的方法，從而開發(fā)出可與抗生素治療方案配合使用的替代性免疫治療，或完全消除對抗生素的需要。
在之前研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)被稱為IL-17的“細(xì)胞因子”蛋白質(zhì)對于開啟宿主對葡萄球菌感染的防御至關(guān)重要。然而直到現(xiàn)在，他們還不知道哪種細(xì)胞，具體地說，哪種類型的T細(xì)胞會產(chǎn)生該蛋白質(zhì)。此外，存在兩種類型的IL-17，一種為“IL-17A”，另一種為“IL-17F”，但研究人員不知道發(fā)起對抗金黃色葡萄球菌的宿主反應(yīng)需要其中一種還是兩種都需要。
因此，他們與美國國立衛(wèi)生研究院的同事合作，后者改變了小鼠的基因結(jié)構(gòu)，使其根據(jù)制造的IL-17類型發(fā)出不同顏色的光。然后，他們在這些小鼠的皮膚中注射了金黃色葡萄球菌，發(fā)現(xiàn)受感染的皮膚發(fā)出綠光和紅光。他們得出結(jié)論，兩種類型的IL-17都參與了對細(xì)菌的免疫反應(yīng)。
“我們相當(dāng)肯定IL-17是由T細(xì)胞制造的，但我們不知道是通常處于皮膚中的T細(xì)胞還是從淋巴結(jié)遷移到感染部位的T細(xì)胞。”Miller說。研究人員想知道，在使用相同發(fā)光小鼠的情況下，如果他們阻止T細(xì)胞離開淋巴結(jié)并用FTY720（芬戈莫德）治療小鼠會發(fā)生什么。FTY720是一種通常用于治療多發(fā)性硬化癥的藥物，它通過阻止T細(xì)胞從淋巴結(jié)移動來很大程度地減輕炎癥反應(yīng)。
研究人員向感染金黃色葡萄球菌的小鼠施用FTY720后看不到發(fā)光，這意味著在金黃色葡萄球菌感染部位皮膚看到的IL-17僅由從淋巴結(jié)遷移的T細(xì)胞制造。
在小鼠感染金黃色葡萄球菌前后，研究人員從感染部位以及淋巴結(jié)提取了細(xì)胞。根據(jù)在每個細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)類型，他們用不同的顏色標(biāo)記了這些細(xì)胞。研究人員發(fā)現(xiàn)，在未感染金黃色葡萄球菌的小鼠中，γδT細(xì)胞在小鼠感染金黃色葡萄球菌后急劇增多。
然后，他們開始研究具體是哪些細(xì)胞在增多。研究人員與加州大學(xué)戴維斯分校的同事合作，確定了小鼠感染金黃色葡萄球菌前后淋巴結(jié)中所有T細(xì)胞受體的基因序列。他們發(fā)現(xiàn)，只有一種類型的γδT細(xì)胞克隆擴增了特異性T細(xì)胞受體。
Miller說：“雖然不知道人體中是否存在完全相同的細(xì)胞類型，但我們相信能找到類似的東西，這意味著我們在開發(fā)對抗金黃色葡萄球菌的新型T細(xì)胞療法的道路上處于正確的方向。”接下來的步驟涉及檢查人體中的T細(xì)胞反應(yīng)以確定是否存在類似的機制。（來源：中國科學(xué)報 趙熙熙）
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.1818256116