今年3月24日是第23屆「世界防治結核病日」,今年的宣傳主題是「開展終結結核行動,共建共享健康中國」。近年來科學家們在結核病研究領域取得了眾多突破性的研究成果,本文中,小編就對一些重要的研究成果進行整理,分享給大家!
【1】Cell:結核疫苗開發新突破!重編程造血幹細胞抵抗肺結核
doi:10.1016/j.cell.2017.12.031
肺結核(TB, 也譯作結核病)是一種侵襲肺部的傳染病,每20秒就奪去一個人的生命,在全世界每年導致150萬人死亡。一個多世紀以來,科學家們仍未找到一種治癒方法,但是如今,在一項新的研究中,來自加拿大蒙特婁大學等研究機構的研究人員可能已發現一種新的武器來對抗這個全球性的殺手。他們對免疫細胞進行重新編程或者說「訓練」,讓它們殺死導致肺結核的結核分支桿菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb,簡稱肺結核菌)。
研究者Divangahi 說,「當前可用的卡介苗(BCG vaccine)並不有效。當前的抗生素治療是有毒性的,並導致耐藥性肺結核菌菌株產生。抗生素時代正接近尾聲;如果我們不研究替代方法,那麼針對這種結核菌,我們就有大麻煩了。」
通過與Barreiro及其團隊合作,Divangahi團隊能夠分析和鑑定出涉及觸發對肺結核菌產生增強的先天性免疫應答的基因組通路。
到目前為止,生產結核疫苗的努力主要集中在T細胞(來自我們的適應性免疫系統的具有記憶能力的免疫細胞)上,但是這些結核疫苗在臨床前和臨床試驗中的結果都是非常令人失望的。如今,Divangahi團隊和Barreiro團隊首次證明,當卡介苗以能夠到達骨髓的方式給予小鼠時,它能夠重編程造血幹細胞。這些原始的幹細胞負責產生所有的免疫細胞,包括我們的先天性免疫系統中的細胞,這是抵抗肺結核的第一道防線。
【2】PNAS:開發結核桿菌疫苗的新思路
doi:10.1073/pnas.1708252114
最近,來自南漢普頓大學的研究者們發現了有效抵抗致命性感染病的有效疫苗。
結核桿菌(TB)是世界上殺傷性最強的病原微生物,每年有將近170萬人死於結核桿菌感染。這類呼吸道疾病目前變得對抗生素越來越耐受,但儘管經歷了20年的研究,目前仍沒有有效的結核桿菌疫苗的面世。
今年來的研究重點都在常規人源T細胞對結核桿菌也異性蛋白質片段的特異性識別,而如今研究者們則發現了結核桿菌表面的特定脂質分子能夠引發「非常規」T細胞的免疫反應。
在最近發表在《PNAS》雜誌上的一篇文章中,研究者們發現了一種叫做分枝菌酸的脂質分子,該類分子對於免疫反應具有重要的影響。
【3】Nature:揭示結核病為何如此難治?結核分枝桿菌利用蛋白LamA產生多樣化的細菌亞群
doi:10.1038/nature22361
即便當抗生素消滅了大多數導致結核病(tuberculosis, TB)的結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)群體,一些結核分枝桿菌亞群仍然能夠持續存在。清除這些持續存在的結核分枝桿菌亞群的需要是TB治療方案如何漫長的一種原因。如今,在一項新的研究中,來自美國哈佛大學陳曾熙公共衛生學院的Eric J. Rubin博士、E. Hesper Rego博士和他們的合作者Rebecca E. Audette首次研究了一種與結核分枝桿菌存在密切親緣關係的恥垢分枝桿菌(Mycobacterium smegmatis)。相關研究結果於2017年5月31日在線發表在Nature期刊上,論文標題為「Deletion of a mycobacterial divisome factor collapses single-cell phenotypic heterogeneity」。
當單個分枝桿菌細胞生長和分裂時,他們利用螢光報告分子和時差顯微成像技術(time-lapse microscopy)研究了它們。分枝桿菌能夠通過不對稱生長產生子細胞,從而導致遺傳上完全相同但生理學上多樣化的細菌群體出現。這種能力背後的機制和分枝桿菌細胞的大小、生長率和其他生理學性質在多大程度上與分枝桿菌群體存活存在關聯並未得到很好地理解。
【4】Science:利用小分子SMARt-420逆轉結核分枝桿菌的抗生素耐藥性
doi:10.1126/science.aag1006
在一項新的研究中,來自瑞典、法國、比利時和瑞士的一個研究團隊發現一種方法逆轉對一種用於治療肺結核的抗生素藥物產生的耐藥性。在他們發表在2017年3月17日的Science期刊上的論文中,該團隊描述了他們如何篩選激活用於活化ethionaide的不同通路的化合物。Ethionaide是一種被用來治療肺結核的前體分子,在體內經過代謝後產生一種真正有療效的藥物。
開發治療細菌性感染的抗生素已明顯地讓這個世界變得更加健康。不幸的是,隨著時間的推移,細菌不斷地進化出挫敗這些抗生素的能力,從而讓我們再次處於危險當中。也正因如此,科學家們一直在尋找新的療法,或者在一些情形下,利用新的技術讓舊的療法再次起作用。在這項新的研究中,這些研究人員發現一種方法讓ethionaide再次有效地治療被耐藥性結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)菌株感染的病人。
【5】Sci Rep:特殊的遠紫外線或能有效殺滅以空氣傳播的流感病毒和結核病菌
doi:10.1038/s41598-018-21058-w
近日,一項刊登在國際雜誌Scientific Reports上的研究報告中,來自哥倫比亞大學歐文醫學中心的研究人員通過研究發現,持續低劑量的遠紫外線C波(far-UVC)或許能夠殺滅空氣中的流感病毒,同時還不損傷人類機體組織;研究者表示,在醫院、醫生辦公室和學校等其它公共場所頭頂安裝遠紫外線或能夠有效抑制季節性流感疫情和流感的大流行。
十幾年來科學家一直知道,廣譜UVC光(波長200-400nm之間)能夠通過破壞連接DNA之間的分子鍵來高效殺滅細菌和病毒;常規的UV光只能用來淨化手術設備,而且常規的殺菌UV光對人類健康還有一定隱患,其可能會誘發皮膚癌和白內障等疾病。
多年以前,研究人員Brenner等人就推測,名為遠紫外線的窄譜紫外光能殺滅微生物同時還不損傷健康組織,Brenner說道,遠紫外線具有非常有限的範圍,其無法穿透人類皮膚的外層死細胞層和眼睛的淚液層,因此其對機體健康無害;但由於病毒和細菌比人類細胞還小,因此遠紫外線就能夠到達細菌和病毒的DNA中並對其殺滅。
【6】Science子刊:重大突破!新的尿液測試方法可在12小時內診斷結核病
doi:10.1126/scitranslmed.aal2807
結核病(TB)是由結核分枝桿菌感染引起的慢性傳染病,可侵及許多臟器,以肺部結核最為常見。2016年,新增的結核病感染人數超過1000萬人,結核病殺死170萬人。在大約40%的病例中,只有在症狀明顯之後才能發現這種感染。
結核病目前通過皮膚測試或培養來自人痰液的細菌(即細菌培養法)來加以診斷。但是這兩種方法都需要數天時間才能給出結果,而且只能由經過培訓的微生物學人員執行。
在一項新的研究中,來自美國、澳大利亞、秘魯、英國和義大利的研究人員開發出一種新的結核病尿液測試方法,它的準確性比之前的尿液測試方法高出1000倍,而且它也比皮膚測試法和細菌培養法快得多。這種新的方法檢測在結核分枝桿菌外殼中發現的脂肪阿拉伯甘露聚糖(lipoarabinomannan, LAM)。相比於數天才能夠給出檢測結果的皮膚測試法和細菌培養法,這種新的測試方法僅需12小時就給出檢測結果。
【7】Nat Commun:科學家有望開發出徹底攻克結核病的新型療法
doi:10.1038/s41467-017-01365-y
日前,科學家解開了一項長達10年的奧秘,有望幫助開發抵禦肺結核的新型療法,來自蘇賽克斯大學和波蘭科學院的研究人員通過研究鑑別出了兩種關鍵蛋白質,這兩種蛋白質能夠使得結核分枝桿菌在細胞中「隱姓埋名」,而結核分枝桿菌是引發結核病的病原體。
全世界有超過1060萬人患有肺結核,而且每年都又170萬患者因肺結核而死亡,全球有四分之一的人群患有潛在的肺結核,而潛在的疾病會不斷演變成為活動性肺結核(十分之一的人群會發生),利用當前的藥物療法很難治療肺結核,儘管如此這些療法還會給患者帶來不同程度的副作用,包括肌肉損耗和視力喪失。
此前,研究人員通過研究發現,分枝桿菌能利用名為連接酶D(LigD)的酶類複合體來修復DNA,最新研究中研究者發現了密切相關的的酶—連接酶C,但研究者並不清楚該酶類的功能,連接酶C能夠結合其它修復蛋白來修復結核分枝桿菌基因組因氧自由基損傷的DNA元件。剔除連接酶C就能夠降低分枝桿菌修復並且存活於氧化性DNA損傷的能力,而同時剔除連接酶C和D甚至能夠更長久地降低細菌的存活率,這就表明,抑制分枝桿菌的修復機制或許能夠幫助開發新型的抗結核分枝桿菌的策略。
【8】Sci Rep:結核病研究再獲重大突破!
doi:10.1038/srep33265
每年世界衛生組織(WHO)都會創辦世界衛生日,旨在傳播全球健康相關知識,目前WHO將肺結核(TB)列為引發全球人口死亡的十大原因之一,而且有超過95%的死亡都發生在低收入和中等收入的國家。為了改善人們對肺結核的理解並且為人們提供更多信息來抵禦治療肺結核,近日來自聖母院大學的研究人員通過研究開發了一種新型菌株和新型的研究方法,這種新方法或可幫助科學家們深入研究肺結核的發病機制,相關研究刊登於國際雜誌Scientific Reports上。
肺結核是由結核分枝桿菌所誘發,這種細菌能在機體細胞中繁殖增長,為了更深入地研究該細菌誘發肺結核的機制,研究者Matthew Champion及其同事通過研究表示,結核分枝桿菌和其它細菌一樣,能夠分泌對所有生命過程都非常重要的特殊蛋白質,這些蛋白就能夠幫助結核分枝桿菌引發疾病,目前研究人員正在對其中一種名為EsxA的蛋白進行深入研究。
儘管有研究表明EsxA蛋白對於疾病的發生非常重要,而且目前研究該蛋白的工具非常有限,為了克服這一障礙,研究人員進行了聯合研究共同來改善對EsxA蛋白的分析。這項研究受到了美國國立衛生研究院的資助,研究人員開發出了一種基於改進型的質譜分析方法,這種分析技術能夠幫助測定蛋白質的量,其在保留EsxA蛋白功能的同時還能夠對天然蛋白進行深度的蛋白質組分析。
【9】Ann Intern Med:抗結核桿菌感染常規療法具有有效性與安全性
新聞閱讀:Updated review confirms efficacy and safety of most standard treatments for latent tuberculosis infection
此前已經有大量的研究驗證了目前由WHO以及CDC推薦的針對慢性結合桿菌感染的標準療法的有效性與安全性,包括利福平-異煙肼聯合治療三個月左右等,也有證據表明上述療法能夠有效降低細菌的載量。然而,我們仍需要更多的證據證實其對於高危人群的預防性治療效果以及藥物的安全性。
根據最近發表在《Annals of Internal Medicine》雜誌上的一篇文章,這項大規模的研究結論或許能夠為歐洲CDC以及潛在的國家與地區提供預防與治療慢性結合桿菌感染的新方法。
肺結核是一類全球性的感染性疾病,2015年因肺結核死亡的人數達到了150萬人。針對慢性結合桿菌的感染,尤其是對於高危人群的預防性治療措施,是抑制肺結核流行趨勢的關鍵,也是全球衛生組織的共同目標。
【10】Nat Commun:土壤細菌衍生的特殊化合物或有望成為抵禦肺結核的新型療法
doi:10.1038/ncomms14414
日前,一項刊登在國際雜誌Nature Communications上的研究報告中,來自英國華威大學等多個機構的研究人員通過研究利用來自土壤中細菌衍生的化合物開發出了治療肺結核(TB)的新型療法。
文章中,研究者發現,某種土壤細菌所產生的化合物能夠有效抑制其周圍的細菌生長,利用合成化學技術,研究人員就能夠重新製造出結構變異的化合物,同時還能夠將這些化合物轉化成為具有高度潛力的化學類似物。在密閉的實驗室進行檢測後,研究人員發現,這些化合物類似物能夠有效殺滅引發肺結核的結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)。
這些化合物能夠靶向作用結核分枝桿菌細胞中名為MraY的酶類,蛋白MraY能夠催化構建細胞壁的關鍵步驟,因此靶向作用細菌的關鍵步驟或許就能夠為抗菌化合物提供新的方法來攻擊並且破壞結核分枝桿菌。研究者認為這種新型化合物就能夠成功靶向作用結合分枝桿菌。經歷了很多年,如今相比其它感染性疾病而言,肺結核依然會誘發很多人死亡,其中包括HIV/AIDs患者。據估計2015年就有1040萬肺結核新發病例,同時140萬患者也死於該病。(生物谷Bioon.com)
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