由马萨诸塞州波士顿哈佛医学院的科学家领导的一个团队在研究化脓性链球菌对坏死性筋膜炎小鼠的疾病促进策略时发现了令人惊讶的发现。

您可以在即将发表在Cell杂志上的论文中阅读这项研究，其中研究人员还提出了两种可能的治疗方法。

如果他们在动物和人体试验中取得成功，这些治疗方法在包含“高度侵入性细菌感染”方面具有巨大的价值。

“坏死性筋膜炎”，高级研究作者，哈佛医学院微生物学和免疫生物学助理教授Isaac M. Chiu解释说，“这是一种毁灭性的病症，对于治疗来说仍然极具挑战性，而且死亡率高得无法接受。”

肉食性疾病

肉食性疾病是由于皮下组织严重细菌感染引起的，位于皮肤正下方的组织和筋膜，覆盖体内器官的组织。

这种疾病非常罕见。每年都会影响全球约20万人，其中包括美国的约1,200人。

感染 - 可能由多种细菌引起 - 不易诊断，并且可能突然发展并迅速蔓延。如果不及时治疗，可能导致“多器官衰竭和死亡”，其发生率约为30％。

 

受伤后，神经系统会向大脑发送一个信号，另一个信号则会向免疫系统发送信号。第一个信号触发疼痛感，第二个信号告诉免疫系统阻止。

科学家认为，神经元或神经细胞具有指导免疫系统阻止的能力，以防止可能导致健康组织“附带”损伤的免疫细胞“过度部署”。

邱教授对这种神经系统和免疫系统相互作用如何在肉食性疾病中发挥作用感到很感兴趣，因为他发现受影响的患者在症状出现之前经常出现过度的疼痛。

难道这种细菌是以某种方式利用这种自然的双重伤害反应来抑制免疫系统，从而获得它自己的优势吗？


 

细菌毒素触发免疫沉默

为了进一步研究这一点，他和他的同事们开发了一种肉食性疾病的小鼠模型，通过向动物注射从感染的人类患者采集的细菌化脓性链球菌。

他们使用小鼠模型发现细菌产生的毒素 - 被称为链球菌溶血素S - 是引起疼痛和随后沉默免疫系统的诱因。

在进一步的测试中，他们给小鼠注射了经过基因工程改造的细菌，以便它们不会产生毒素。虽然它们被感染，但小鼠没有表现出常见的疼痛，感染也没有侵入。

研究人员通过将毒素产生能力“重新构建”回到修饰的细菌中，然后将它们引入相同的小鼠中，证实了链球菌溶血素S的作用。感染发展成“全面”的肉食性疾病。

然后研究小组给小鼠一种阻断毒素的抗体。小鼠的疼痛症状明显减轻，证实细菌链球菌溶血素S是触发物。

基础分子机制

研究人员进行了进一步的实验，探索神经系统和免疫系统之间相互作用的基本分子机制。

在这些研究中，他们发现链球菌溶血素S触发神经元向大脑发送疼痛信号。这也触发免疫系统的另一个信号，导致其分泌神经递质或化学信使，称为降钙素基因相关肽（CGRP），然后阻止免疫反应。

他们还发现CGRP通过停止释放嗜中性粒细胞并阻断它们在伤口部位杀死细菌的能力来做到这一点。

“实际上，”Chiu教授指出，“这种神经信号使通常呼吁人体感染战士遏制感染的警报系统沉默。”

他继续解释说，当伤口清洁且没有感染时，这样的反应是恰当的 - 你不希望免疫系统进入并激发健康组织，试图处理那些不存在的感染。

但是，链球菌利用这一点，并在伤口感染时采用相同的策略，使疾病不受阻碍地发展。

坏死性筋膜炎早期患者常常感觉到巨大的疼痛，但并未显示出可能伴随的症状 - 如发红，肿胀和炎症。

然而，Chiu教授和他的同事们建议，如果出于某种原因，导致炎症和消除细菌的嗜中性粒细胞没有被召唤，这就是你所期望的。


 

两种可能的方法来阻止这种疾病

然后科学家们进行了另一组实验，在这组实验中，他们将细菌引入两组小鼠中：其中一组在其中阻止了神经纤维携带疼痛信号的能力，另一组则没有。

这些表明阻断疼痛神经改善了人体对感染的控制。

小鼠注射肉毒杆菌神经毒素A（一种存在于面部抗皱美容治疗中的神经阻滞剂）的各种实验表明，这种方法可用作治疗肉食性疾病。

即使在第一次感染小鼠后2天注射神经阻滞剂，已经有伤口阻止了导致更多组织损伤的疾病。

研究人员还测试了另一种可能的治疗方法。他们表明，CGRP阻滞剂通过阻止神经细胞发送停止信号来消除免疫系统的刹车。他们还阻止坏死性筋膜炎在老鼠身上传播。

“我们的研究结果揭示了神经元在这种疾病发展中的一个惊人的新角色，并指出了值得进一步探索的有希望的对策。”

Isaac M. Chiu教授