細(xì)菌有多“主動(dòng)" 你知道嗎?
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近期全球疫情蔓延,我們對(duì)咳嗽聲格外敏感。伴隨著咳嗽,口中噴出無(wú)數(shù)飛沫。
除了新近感染人類(lèi)的新冠病毒外,還有多種病原體也會(huì)借助咳嗽在人與人之間播散,比如我們熟悉的流感病毒,還有引起結(jié)核病的結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)。
結(jié)核病可能是人類(lèi)最古老的一種傳染病,過(guò)去被稱(chēng)為白色瘟疫、癆病。如今,全球每年因結(jié)核病死亡的人數(shù)多達(dá)130萬(wàn)。被結(jié)核菌感染的人數(shù)就更多了。全球70億人當(dāng)中,差不多有1/4人的體內(nèi)隱藏著活的結(jié)核菌,一生中有5%~10%的機(jī)會(huì)變成結(jié)核病人。
最近,一項(xiàng)針對(duì)結(jié)核分枝桿菌的新研究,讓我們見(jiàn)識(shí)到了這種致病細(xì)菌促進(jìn)自身傳播的“主動(dòng)性”,也讓我們對(duì)結(jié)核病的咳嗽癥狀有了全新的理解。主導(dǎo)這項(xiàng)研究的是美國(guó)德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心(UTSW)的傳染病學(xué)和微生物學(xué)專(zhuān)家,相關(guān)論文發(fā)表于頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》。
人們?cè)缇椭?,持續(xù)咳嗽是肺結(jié)核的一種主要癥狀,并且肺結(jié)核主要通過(guò)咳嗽傳播。至于為什么會(huì)咳嗽,過(guò)去普遍的理解,是細(xì)菌感染引起了肺部炎癥,炎癥刺激了咳嗽。
然而,這項(xiàng)最新研究有了全然不同的發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們首次查明,結(jié)核桿菌竟然會(huì)產(chǎn)生一種分子,直接刺激氣道的神經(jīng),從而引起咳嗽。
研究人員在豚鼠身上開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)。一百年前,科學(xué)家就發(fā)現(xiàn),這種可愛(ài)的小動(dòng)物也會(huì)感染結(jié)核菌,長(zhǎng)久以來(lái)它們?yōu)檠芯拷Y(jié)核病做出貢獻(xiàn)。不過(guò),結(jié)核病是否會(huì)引起豚鼠咳嗽?過(guò)去并不清楚。為此,研究人員把感染了結(jié)核菌的豚鼠放在特制的籠子里,記錄咳嗽引起的壓力和全身容積變化,確認(rèn)感染肺結(jié)核的豚鼠也會(huì)咳嗽,并且咳嗽次數(shù)明顯多于那些沒(méi)有感染的同伴。
為了確認(rèn)結(jié)核菌是否會(huì)產(chǎn)生引起咳嗽的物質(zhì),研究人員從這種細(xì)菌中提取出了各種成分進(jìn)行測(cè)試。首先,他們測(cè)試這些成分本身會(huì)不會(huì)引起豚鼠咳嗽。其次,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)了痛覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞(我們?cè)诎l(fā)生咳嗽反射時(shí),這類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞在肺部負(fù)責(zé)觸發(fā)咳嗽),看看哪些成分會(huì)刺激痛覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞。
利用這種策略,研究人員最終找到了一種分子sulfolipid-1(簡(jiǎn)稱(chēng)SL-1)。這是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的脂質(zhì)分子,為致病性結(jié)核分枝桿菌所特有,存在于細(xì)菌細(xì)胞表面。SL-1就像疼痛反應(yīng)的觸發(fā)器,可以刺激人體痛覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞。
為進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)核桿菌產(chǎn)生的成分會(huì)直接刺激咳嗽,研究人員對(duì)結(jié)核桿菌進(jìn)行改造,使它們失去合成SL-1的能力。再用這些不產(chǎn)生SL-1的細(xì)菌去感染豚鼠,果然,豚鼠盡管出現(xiàn)了所有其他的典型肺結(jié)核癥狀,卻沒(méi)有咳嗽!這些結(jié)果進(jìn)一步證明,結(jié)核菌產(chǎn)生的SL-1才是咳嗽背后的罪魁禍?zhǔn)祝?
科學(xué)家們由此提出了針對(duì)性控制結(jié)核病的新思路。研究者指出,如果后續(xù)研究能夠證明抑制咳嗽不會(huì)對(duì)感染者有害,那么開(kāi)發(fā)一種抑制SL-1產(chǎn)生的藥物,將有可能阻止結(jié)核病的傳播。
“活動(dòng)性肺結(jié)核患者即便在接受適當(dāng)治療的情況下也會(huì)接連數(shù)月咳嗽并傳播疾病?!蓖ㄓ嵶髡進(jìn)ichael Shiloh教授總結(jié)說(shuō),“也許有一天,醫(yī)生將抗生素和預(yù)防咳嗽的藥物聯(lián)合起來(lái)使用,可以減少讓肺結(jié)核通過(guò)咳嗽進(jìn)行的傳播?!?
細(xì)菌在促進(jìn)自身傳播時(shí)采取主動(dòng),我們?cè)陬A(yù)防疾病傳播時(shí)可以更主動(dòng)。