为了传染更多人,你不知道这种细菌多主动!

为了传染更多人,你不知道这种细菌多主动!
2020年04月14日 09:27 新浪科技综合

  来源:学术经纬

  咳!咳咳!

  最近这段时间,我们对咳嗽声格外敏感。伴随着咳嗽,口中喷出无数飞沫,而正在全世界扩散的新冠病毒,常常以这种方式从一个感染者传给其他健康人。

  除了新近感染人类的新冠病毒外,还有多种病原体也会借助咳嗽在人与人之间播散,比如我们熟悉的流感病毒,还有引起结核病的结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)。

 ▲结核杆菌三维图(图片来源:123RF) ▲结核杆菌三维图(图片来源:123RF)

  结核病可能是人类最古老的一种传染病,过去被称为白色瘟疫、痨病。如今,全球每年因结核病死亡的人数多达130万。被结核菌感染的人数就更多了。全球70亿人当中,差不多有1/4人的体内隐藏着活的结核菌,一生中有5%~10%的机会变成结核病人。

  最近,一项针对结核分枝杆菌的新研究,让我们见识到了这种致病细菌促进自身传播的“主动性”,也让我们对结核病的咳嗽症状有了全新的理解。主导这项研究的是美国德克萨斯大学西南医学中心(UTSW)的传染病学和微生物学专家,相关论文发表于顶尖学术期刊《细胞》。

  人们早就知道,持续咳嗽是肺结核的一种主要症状,并且肺结核主要通过咳嗽传播。至于为什么会咳嗽,过去普遍的理解,是细菌感染引起了肺部炎症,炎症刺激了咳嗽

  然而,这项最新研究有了全然不同的发现,科学家们首次查明,结核杆菌竟然会产生一种分子,直接刺激气道的神经,从而引起咳嗽

  研究人员在豚鼠身上开展了实验。一百年前,科学家就发现,这种可爱的小动物也会感染结核菌,长久以来它们为研究结核病做出贡献。不过,结核病是否会引起豚鼠咳嗽?过去并不清楚。为此,研究人员把感染了结核菌的豚鼠放在特制的笼子里,记录咳嗽引起的压力和全身容积变化,确认感染肺结核的豚鼠也会咳嗽,并且咳嗽次数明显多于那些没有感染的同伴

▲实验验证,感染结核菌也会让豚鼠咳嗽(图片来源:参考资料[1])
▲实验验证,感染结核菌也会让豚鼠咳嗽(图片来源:参考资料[1])

  为了确认结核菌是否会产生引起咳嗽的物质,研究人员从这种细菌中提取出了各种成分进行测试。首先,他们测试这些成分本身会不会引起豚鼠咳嗽。其次,他们在实验室里培养了痛觉神经细胞(我们在发生咳嗽反射时,这类神经细胞在肺部负责触发咳嗽),看看哪些成分会刺激痛觉神经细胞。

  利用这种策略,研究人员最终找到了一种分子sulfolipid-1(简称SL-1)。这是一种结构复杂的脂质分子,为致病性结核分枝杆菌所特有,存在于细菌细胞表面。SL-1就像疼痛反应的触发器,可以刺激人体痛觉神经细胞

  为进一步验证结核杆菌产生的成分会直接刺激咳嗽,研究人员对结核杆菌进行改造,使它们失去合成SL-1的能力。再用这些不产生SL-1的细菌去感染豚鼠,果然,豚鼠尽管出现了所有其他的典型肺结核症状,却没有咳嗽!这些结果进一步证明,结核菌产生的SL-1才是咳嗽背后的罪魁祸首

▲本研究示意图(图片来源:参考资料[1])
本研究示意图(图片来源:参考资料[1])

  不过,细菌在促进自身传播时采取主动,我们在预防疾病传播时可以更主动!科学家们由此提出了针对性控制结核病的新思路。研究者指出,如果后续研究能够证明抑制咳嗽不会对感染者有害,那么开发一种抑制SL-1产生的药物,将有可能阻止结核病的传播。

  “活动性肺结核患者即便在接受适当治疗的情况下也会接连数月咳嗽并传播疾病。”通讯作者Michael Shiloh教授总结说,“也许有一天,医生将抗生素和预防咳嗽的药物联合起来使用,可以减少让肺结核通过咳嗽进行的传播。” 

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