利用新工具对微生物和宿主展开共同分析

2018-07-31 11:53

  病原体一词的运用导致研讨人员和临床医师将无益的重视放在细菌上,而这可能正在阻止医治办法的发现。
  
  19世纪80年代末,“病原体”这个术语开端被用来指代能引起疾病的微生物。从那今后,科学家一向在寻觅细菌、真菌、病毒和寄生虫中造就其致病才能的特质。一些严峻发现如各种细菌和真菌毒素在致病进程中所起的效果现已发作。确实,那些最长远和最牢靠的疫苗比方白喉和破伤风疫苗,经过促进人体发作让细菌毒素失效的抗体来抵挡疾病。
  
  但是,假如没有宿主,细菌不可能引起疾病。例如,真实让白喉患者逝世的是由白喉毒素激起的激烈炎症反响,包含嗓子上会阻止呼吸的灰色厚假膜。相同地,正是一些葡萄球菌和链球菌株激起的白血球大规模活化导致了中毒性休克综合征的呈现。
  
  《天然》杂志日前撰文指出,疾病是宿主和细菌之间相互效果发作的几种可能成果中的一个。这样的解说听起来好像清楚明了且简洁明了。不过,这儿面的问题可不只是牵涉语义学:“病原体”一词的运用导致研讨人员和临床医师将无益的重视放在细菌上,而这可能正在阻止医治办法的发现。例如,关于正在西非发作的埃博拉疫情,更多的注意力放在疾病和死者身上,虽然按捺疾病爆发的要害头绪或许会从那些即使露出于这种病毒但仍身体健康的人身上找到。
  
  研讨人员不应将焦点放在细菌做了什么或没做什么,而是应重视宿主和细菌之间的相互效果是否损坏了宿主以及假如这样又是怎么损坏的。这种办法将需求不同的研讨东西以及微生物学家和免疫学家之间更多的潜在协作。
  
  与微生物奋斗在“病原体”一词被创造出来的几十年里,清楚明了的是许多“非病原体”相同会对人体有害。例如,在上世纪50年代之前,凝结酶阴性葡萄球菌和白色念珠菌很少同疾病联络在一起。前者是人类皮肤上正常菌群的一部分,后者则一般存在于阴道、口腔、内脏和皮肤上。尔后,跟着静脉内导管的运用,由这些细菌引发的感染变得越来越遍及,从而为皮肤和血液之间的联络打开了通道,而且促进按捺免疫的医治办法如化疗的呈现。
  
  《天然》指出,这使得微生物学家首要从上世纪60年代起开端运用限定语来界定细菌,根据则是细菌在寄助物中的不同状况。例如,“共生体”被用来描绘寄生在宿主上或旅居于宿主内但不会引起损伤的细菌。大肠杆菌就是旅居在人类肠道内的许多细菌里的一种。一起,“定植者”指代那些经常在人体内被发现但能导致疾病的生物体,比方葡萄球菌。而“腐生物”描绘的是同植物残体相关的生物体,包含真菌和烟曲霉菌。   不过,即使有这些限定语也被证实是远远不够的。细菌和宿主各式各样且千变万化。例如,曲霉菌能使白血病患者呈现严峻的肺部疾病,一些大肠杆菌株则会引发腹泻和吐逆。一起,金黄色葡萄球菌在三分之一的人群中体现得更像“共生体”,旅居在鼻腔内但不会引起损伤。
  
  上世纪70年代,生物学家开端测验区分能构成致病性的微生物基因。研讨人员删去基因或使其失活,以寻觅那些编码的致病因子,即一些被以为使得细菌有才能侵略且旅居在宿主体内并引发疾病的分子。这种对与疾病相关的微生物基因或变异的寻觅一向持续到今日。比方,研讨人员正使用基因组学企图区分比方金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌、屎肠球菌株等细菌的毒性特征。
  
  关于一些细菌而言,这种办法确实十分有用。比方,敲除炭疽杆菌的毒素和荚膜基因会使该细菌的毒性减小,这十分适用于一种对立炭疽病的疫苗。不过,关于其他微生物来说,就没有这么成功了,比方各种真菌。曩昔20多年的研讨一向致力于寻觅能使白念珠菌和曲霉菌引发疾病的微生物要素。但是,关于这两种真菌,科学家好像并未找到会对致病性发作较大影响的单一传统致病因子。
  
  来自疫苗的应战在疫苗方面所作的尽力进一步标明,那种以为像毒素相同的离散因子能使一切微生物引发疾病的主意存在缺点。
  
  《天然》指出,大多数疫苗研讨将焦点放在区分微生物的致病因子并使其失活上。在许多情况下,这种战略现已获得明显成效。破伤风和白喉疫苗正是根据这个原理,进而消除了西方世界的两大首要“杀手”。相同地,有一种疫苗经过促进淋巴球发作抗体使细菌的多糖荚膜更简单遭到白血球进犯,成功消除了上世纪80年代之前引发脑膜炎的祸首——B型流感嗜血杆菌。2000年今后,相似疫苗明显降低了肺炎链球菌的致病几率。
  
  不过,至少关于肺炎链球菌来说,那种以为抗体仅经过促进被称为吞噬细胞的免疫细胞吸收并杀死微生物便可避免疾病的主意太过于简单化。例如,仅凭一些人血液中呈现的肺炎链球菌抗体,并不能有力地证明这个人会免受肺炎困扰。更重要的是,许多正在进行的经过区分和靶向致病因子来研制新疫苗的测验仍是一无所得。虽然现已寻觅了几十年,研讨人员仍未区分出对立结核杆菌和疟原虫且合适疫苗研制的传统致病因子。
  
  在一些景象中,旨在让致病因子失活的测验乃至可能变成使疾病恶化的办法。例如,感染结核杆菌的人群中,只要不到10%的人会患上肺结核。在这些患者中,过度的免疫反响会炸毁肺部安排。因而,规划用来添加免疫反响的肺结核疫苗可能并不可行。
  
  这或许能够解说为安在19世纪90年代微生物学家Robert Koch向肺结核患者打针一种来自实验室培育细菌的提取物后许多人因而逝世。一起,这也能解说为何一些曩昔出产的疫苗如针对呼吸道合胞体病毒的疫苗未能避免疾病。
  
  急需新的剖析东西“病原体”一词不可能消失,但研讨感染性疾病的专家需求率直供认其间存在的局限性。
  
  那些使用基因组学研讨人类微生物即依附在人体上或旅居于人体内的微生物群落的科学家正在被逼承受一个实际:许多因子和各种相互效果构成了人体微生物的构成。它在不同人群和不同开展阶段各不相同,而且和不同疾病有关。
  
  不过,许多关于感染性疾病的研讨持续被各种简化的办法主导,一个变量发作改动时其他变量均被推定为坚持不变。微生物学家倾向于将微生物看作是引发疾病的要害变量,而把宿主当成常量。而免疫学家一般以为微生物是一个常量,而宿主反响是变量。例如,免疫学家经常将微生物打针进正常人体或基因被修正的实验室动物体内,以评价构成宿主反响的因子。这两类专家参与不同的会议,阅览并在不同的期刊上发表文章,一起承受来自不同赞助组织的基金。
  
  而当时需求的是使用新的剖析东西对微生物和宿主变量一起打开剖析。对宿主的损伤是一个可能来自微生物或宿主反响或两者兼有的可衡量参数。经过这种办法,焦点便会转移到宿主和微生物的相互效果上。
  
  宿主和微生物之间相互效果导致的炎症性、生物化学和其他方法的损伤,也需求新的东西来衡量。这些东西的创造和开展必须由会议中新的研讨、特定的期刊杂志和专门的研讨赞助来驱动。《天然》以为,这种方法上的改变将揭开避免感染性疾病的一切可能性。