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当前最新:新研究发现抗生素会造成肠道菌群紊乱,引发致命的真菌感染

发布时间:2022-06-27 05:30:09 来源:中国科学技术馆 责任编辑:caobo

每年死于真菌感染的人数几乎与死于结核感染的人数同样多。真菌感染主要发生在有基础疾病(如癌症、艾滋病病毒或新冠病毒感染等)的人中,他们的免疫系统存在缺陷,易于感染真菌。我们最近发表的一项新研究发现,抗生素可以导致免疫系统缺陷进而增加真菌感染的风险。

念珠菌(Candida)是人真菌感染的常见元凶。它不仅能引发鹅口疮,还可以造成危及生命的血行感染——侵袭性念珠菌病。


(资料图片)

抗生素使用是侵袭性念珠菌病的危险因素之一。在人们使用抗生素治疗时,他们肠道中一部分细菌也顺带被消灭了,这为真菌定植提供了空间。如果肠道还因化疗或手术受损,念珠菌便可以从肠道进入血液,引发全身感染。然而侵袭性念珠菌感染最常见的途径不是肠道,而是经皮肤感染。在重症监护室,有些病人在静脉内安置了导管,而这就给念珠菌感染提供了机会,尤其是他们之前还使用了抗生素治疗。

为了弄清抗生素增加真菌感染风险背后的机制,我们给小鼠联合使用了一系列广谱抗生素药物,之后让它们感染念珠菌。对照组的小鼠同样感染念珠菌,但不接受抗生素药物的处理。

我们发现接受抗生素药物处理的小鼠感染了真菌之后病得更重。念珠菌通常靶向感染小鼠肾脏,导致小鼠肾脏衰竭,这是小鼠生病的原因。但在我们的研究中,接受了抗生素药物处理小鼠的肾脏损伤并不比对照组更严重。尽管接受了抗生素药物处理的小鼠病得更重,但抗生素也控制了肾脏的真菌感染程度。那为何该组小鼠病得更重呢?

实验结果表明抗生素导致小鼠抗真菌免疫反应出现了缺陷,这种缺陷在肠道表现得更为明显。抗生素处理后的小鼠肠道真菌感染比对照组要严重得多,这导致肠道细菌进入血液中,从而并发了细菌感染,因此它们比对照组小鼠病得更重。

为了弄清发生这种现象的原因,我们分析了胃肠道免疫细胞来明确抗生素削弱宿主抗真菌免疫反应的机制。肠道中的免疫细胞会分泌一种名为细胞因子的小分子蛋白质,这种蛋白质起到了与其他细胞交流沟通的作用。举个例子,白介素-17(IL-17)和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)可以帮助免疫细胞做好抵御真菌感染的准备。我们发现使用抗生素后,肠道中这两种细胞因子的含量会减少。这可能是抗生素处理小鼠无法控制肠道真菌感染及阻止细菌逃逸的部分原因。

可能的解决办法

根据前面的发现,我们猜想给病人注射一些细胞因子也许能提高他们的免疫力以对抗真菌感染。为了证实这个猜想,我们给用抗生素处理过的小鼠注射了几种细胞因子,发现它们的病情减轻了。对于那些需要抗生素治疗但同时也有真菌感染风险的病人来说,我们的研究结果也许能帮助他们避免致命的真菌感染。

我们进一步想要探索抗生素组合中是否存在一种特异性的抗生素会增加真菌感染的风险。于是,我们给小鼠使用了不同的抗生素,再使它们感染念珠菌,结果发现万古霉素(vancomycin)会加重小鼠真菌感染的病情。万古霉素是医院里常用来治疗艰难梭菌(C.diff)感染的抗生素。我们发现万古霉素会杀灭肠道菌群中对免疫有促进作用的细菌,这些细菌能诱导免疫系统产生白介素-17。

这些研究是否在人身上也成立呢?我们对病人记录进行分析,发现人类也存在同样的现象。我们分析了一个大型医疗记录数据库,发现病人在使用抗生素治疗后,确实会发生类似小鼠一样的细菌和真菌合并感染。

抗生素耐药性问题越来越严重,而这比谨慎使用抗生素更加重要。我们的研究揭示了抗生素可能会增加真菌感染的风险。然而是否使用抗生素是我们可以决定的。真菌感染依旧是威胁人类健康的一个严重问题,诸如此类的研究可以帮助我们找到战胜它们的方法。

撰文:Rebecca A.Drummond,伯明翰大学免疫学与免疫治疗研究员。

翻译:孙正杰

审校:安君

引进来源:Theconversation

标签: 真菌感染 细胞因子 抗生素治疗 万古霉素 免疫细胞

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