呼吸

揭示細菌脂多糖誘導抑瘤素M表達從而觸發重症哮喘中的氣道炎症和粘液分泌機製

作者:佚名 來源:生物穀 日期:2022-04-20
導讀

         到目前為止,在小鼠模型中進行的實驗結果似乎很有希望。希望能開發出一種可在人體臨床試驗中測試的治療方法。

        在一項新的研究中,來自美國基因泰克公司(Genentech)的研究人員確定了一種單分子,它可能解釋了細菌如何能夠引發一種較為嚴重的哮喘,這一發現首次確定了接觸細菌成分和肺部氣道極端炎症之間的“缺失環節”。相關研究結果發表在Science Translational Medicine期刊上,論文標題為“Oncostatin M expression induced by bacterial triggers drives airway inflammatory and mucus secretion in severe asthma”。

        這項新的研究不僅闡明了一種嚴重的哮喘形式是如何影響患者的,而且進一步強調了細菌菌群失調(bacterial dysbiosis)---在接觸致病菌時,有益細菌被破壞---如何影響脆弱的肺部。在研究過程中,科學家們已經知道細菌分子可以引發肺部氣道的炎症活動,因為重症哮喘患者的細菌群體經常發生變化。然而,細菌加劇哮喘的確切機製仍不清楚。

        為了尋求答案,這些作者將目光鎖定在一種稱為非2型炎症性哮喘的哮喘上,以找出它為何是最嚴重的炎症性呼吸道疾病之一。他們也已開始了開發一種定製療法的艱巨任務。

        這些作者描述了這項使人們更好地了解這種形式的哮喘的研究,以及開發專門針對非2型炎症性哮喘患者的療法邁出的第一步。他們首先分析了細菌相關重度哮喘患者的細胞和組織,並將這些發現與輕度至中度哮喘患者以及完全沒有哮喘的人的細胞和組織進行比較。

        這些作者研究了57名重度哮喘患者、28名輕度或中度哮喘患者和16名健康人的氣道活組織。關鍵的發現是抑瘤素M(oncostatin M, OSM)的異常高活性,OSM是一種與炎症和侵襲性免疫反應有關的蛋白,在重度哮喘患者中是獨特存在的。此外,暴露於脂多糖(LPS)---細菌細胞壁的一種成分---觸發了OSM的活性。

        論文第一作者Sarah Headland博士寫道,“細菌菌群失調和機會性細菌感染已在更嚴重的哮喘中被觀察到,並可能導致更嚴重的哮喘。然而,驅動這些惡化的分子機製仍然不清楚。我們在這項新的研究中發現,細菌LPS誘導OSM表達,重症哮喘患者的氣道活組織呈現出OSM驅動的轉錄特征。”

        Headland補充說,“這種情況與炎症途徑和粘液生成途徑的激活相關。”她指出,使用“天然人類肺組織或人類上皮細胞和間質細胞,我們證實OSM對於驅動暴露於LPS後觀察到的重症哮喘的病理生理特征是必要和充分的”。

        雖然這一新的分析幫助科學家們對嚴重的細菌相關哮喘的潛在驅動因素有了更深刻的理解,但是他們的研究也提示著有朝一日一種單克隆抗體可能會阻斷OSM。這些研究結果為患有這種被廣泛稱為非2型炎症性哮喘的疾病的患者提供了一線希望。

        哮喘曾經被認為是一種單一的疾病,但是現在醫生們了解到它是幾種複雜但相關的疾病,具有不同的潛在誘因。重症哮喘有兩個主要類別:2型炎症性哮喘和非2型炎症性哮喘。這兩類中的每一類都是基於驅動該疾病的生物機製而劃分的。例如,2型炎症性哮喘包括過敏性哮喘(allergic asthma)和嗜酸粒細胞性哮喘(eosinophilic asthma)。

        美國哮喘與過敏基金會將過敏性哮喘定義為一種由過敏原引起的炎症性疾病,比如接觸蟑螂、花粉、塵蟎、黴菌或寵物皮屑。免疫係統的反應是產生過量的稱為免疫球蛋白E(IgE)的免疫球蛋白(抗體)。極高的IgE水平會引起肺部氣道的炎症。

        LPS觸發人類和小鼠肺組織中常見和獨特的反應,並驅動係統反應。

        2型炎症性哮喘的另一種形式是嗜酸粒細胞性哮喘,其特點是稱為嗜酸粒細胞的白細胞水平高。這種類型的哮喘的一個特點是整個呼吸道普遍腫脹,從鼻腔區域到肺部最細的氣道。患有這種形式的哮喘的人有喘息、氣短、胸悶和肺功能異常等症狀。

        非2型炎症性哮喘已被定義為沒有嗜酸粒細胞。然而,醫生說這種形式的哮喘的特點是一係列問題,從肺部氣道的極端炎症到呼吸短促和難以控製病情。在治療方麵,醫學經驗

        然而,醫生說,這種哮喘的特點是一係列問題,從肺部呼吸道的極端炎症到呼吸短促和難以控製

        在治療方麵,醫學專家也早就知道,非2型炎症性哮喘對吸入性糖皮質激素沒有反應,其中吸入性糖皮質激素是一種標準的治療方法,對其他形式的哮喘有效。因此,這些作者報道說,發現了一種與OSM相關的細菌菌群失調,為了解這種衰弱型疾病打開了一個新的窗口。

        事實上,患有這種形式的哮喘的患者的需求明顯沒有得到滿足,因為還沒有一種特定的療法能夠解決這種疾病的獨特表現。

        這些作者發現當暴露於LPS或一種常見的細菌病原體---肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)---時,OSM會驅動核心哮喘特征,如炎症信號傳導和過度的粘液分泌。鑒於OSM發揮了獨特的作用,他們正在開發一種強效的單克隆抗體,可以阻斷這種蛋白,抑製氣道炎症的發生。

        到目前為止,在小鼠模型中進行的實驗結果似乎很有希望。希望能開發出一種可在人體臨床試驗中測試的治療方法。在這些作者總結說,“總之,這些結果提供了一個科學依據,支持靶向OSM的治療方法的臨床開發,以防止哮喘進展。”

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