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培训身体以抵抗耐药细菌
Staph的扫描电子显微镜图象。葡萄球菌。信誉:美国农业部/埃里克·埃尔贝,克里斯托弗普罗伊

几十年来,耐药超级细菌一直威胁着人类的健康。由于缺乏新的抗生素,情况正在恶化。但如果我们改变治疗它们的方法,训练我们的细胞杀死这些入侵者,而不是依靠抗生素来做这些肮脏的工作,结果会怎样?这种被称为宿主靶向防御的新策略可以帮助解决抗生素耐药性问题。

抗生素耐药性是全球健康日益关注的问题。最近的一次英国政府委托报告表明,由于耐药细菌引起的感染,每年全球约有70万人死亡。该报告还警告说,没有行动,死亡人数可能上升到全球1000万,并达到全球经济80万亿美元。

耐药性也是美国的严重问题。由于多药抗性病原体和23,000人死于每年死亡费用这个国家每年约550亿美元。主要罪魁祸首威胁美国是甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA),Carbapenem抗性肠杆菌科(CRE)和Clostridium艰难术

新型抗菌药物短缺在发展中应对日益增长的威胁是一个令人不安的趋势。尤其值得关注的是,一种病原体对一种保留下来用于治疗感染的药物产生耐药性。这是一个例子特拉致病源

由于抗菌药物的减少以及耐药病原体的出现,需要采取其他方法。

马来哈尔达尔的实验室以及其他项目,我的同事和我正在研究动物宿主的因素如何在响应感染时发挥作用。为了测试方法,我们正在使用鼠标模型进行这项工作。我们的目标是寻找能够有针对性的主持人的新特征或因素,以提高个人的免疫反应足够高,以杀死违规的微生物。我们正在调查的主体因素被称为Spi-C,在人体的每个细胞中发现的基因。

针对宿主因素

我在研究生学习期间出现了对宿主因素的兴趣。在我的博士上工作时。研究项目,我了解到宿主因素,各种特征为人类,扮演一个在细菌中的重要作用感染。这激发了我调查宿主的免疫系统如何抗击细菌。

新见解研究宿主对病原体的防御使研究人员探索了一种名为宿主定向治疗(HDT)的新策略,这是一个相对较新的想法,只有大约十年的时间。

HDT的目标是增强和放大宿主的免疫反应来杀死病原体,而不是仅仅依赖于抗菌药物。通过靶向宿主因子以及提供抗生素治疗,HDTs带来双重打击

身体对感染的自然反应是炎症,一种方法,其中通过吃它们或用蛋白质武器烧断它们的特定免疫细胞袭击和杀死入侵细菌的过程。然而,不受控制的炎症触发了可能导致多器官衰竭并且甚至可以杀死主体的蛋白质的产生。因此,控制炎症对抗病原体至关重要,以及保护身体免受对炎症的影响。

HDTs包括一系列的治疗,可以促进宿主对病原体的反应,也可以保护宿主免受过度的免疫反应。HDTs包括细胞治疗,其中将特定的骨髓细胞注射到宿主体中以防止过量的免疫应答和组织损伤。另一个HDT涉及非传染性疾病的常用药物。例如,他汀类药物和布洛芬将宿主响应平息对感染。生物学,通过重组DNA技术产生的复杂分子药物,通过中和小尺寸的蛋白质来做这一点并降低组织损伤。营养产品如维生素D3,也已被证明导致宿主的免疫细胞释放增强病原体杀伤的抗菌物质。

结合抗菌药物的HDTS在治疗各种多药物抗性病原体方面表现出很大的希望特别是对结核分枝杆菌,病原体导致结核病,全世界死亡十大原因之一。

对感染进行个性化治疗

在过去十年中,研究人员已经制作了很大的进展在宿主因子研究中,导致新的治疗策略。

其中一个是个性化的药物,其中基因组蓝图可以确定个体对疾病的独特敏感性,并选择适当的疗法。

这种概念适用于像非缺陷疾病癌症。然而,这一概念在传染病领域的应用却是最近的事。尽管如此,个性化医疗让我们推测为什么有些人比其他人更容易感染。我和我的同事认为,这种差异可能是由于宿主因子基因DNA的细微差异造成的。通过将这些差异联系起来,被称为多态性我们希望我们的研究能够对细菌感染的精准医学做出贡献。

我们在寻找一种新的宿主因子

我和Haldar实验室的同事正在探索Spi-C在细菌感染中的作用。Spi-C对于脾中特定类型的细胞群的发育至关重要调节铁元素储存在体内。铁对于在红细胞中运输氧气是必不可少的。

但是,在感染期间,细菌也需要铁。它们需要它来生长,它们和宿主竞争来获得它。因此,如果我们能改变Spi-C基因的活性,我们可能就能剥夺细菌的这种重要营养物质,从而在不伤害宿主的情况下阻止感染。

最近的一篇论文,我们总结了铁在宿主细胞中的作用,以及在存在或不存在感染时铁与宿主因子的相互作用。

在小鼠中,我们测试了宿主因子Spi-C的作用,作为一种保护宿主的方式。在这项研究中,我们将细菌的一种化学成分注射到老鼠体内。我们想要触发动物在真正的细菌感染中发生的变化。

我们的初步结果表明,宿主因子在使用该化学物质处理的小鼠的不同器官中是活跃的。我们认为这种激活在宿主防御中发挥了作用。事实上,我们发现,与具有正常Spi-C活性的细胞相比,失去Spi-C活性会增加小型蛋白质的释放,这些蛋白质有助于宿主防御病原体。我们相信这种小尺寸蛋白质的变化可能保护宿主免受感染的过度炎症反应。

我们相信,从病原体靶向治疗向宿主导向治疗的思维转变,将开创精准医疗的新途径,有助于结束耐药性危机。谈话

Zahidul Alam是宾夕法尼亚大学的博士后研究员。这篇文章首先出现在谈话

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