“吃”你的肉的细菌也在劫持你的疼痛感受器,为自己的利益。
微生物链球菌(Streptococcus pyogenes)引起链球菌性咽喉炎,但它也是一种致命的“肉食”疾病,称为坏死性筋膜炎。在肉体破坏性感染的最初阶段,细菌会释放出导致极度疼痛的毒素。而这种可怕的副作用对化脓性链球菌非常有用; 科学家最近发现,导致剧烈疼痛的化学物质也会阻碍宿主的免疫系统,并为微生物的繁殖和繁殖创造一个更好客的环境。
但是使化脓性链球菌如此强大的化学武器也可能包含打败它的手段。根据5月10日在线发表在Cell杂志上的一项新研究,通过研究细菌的毒性库,研究人员可能还想出了如何将这种机制转化为患者自身的优势。
其他类型的细菌可引起坏死性筋膜炎,包括梭状芽孢杆菌,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,但化脓性链球菌,也称为A组链球菌,是最常见的罪魁祸首,研究作者报道。感染通常在细菌通过皮肤破裂进入体内后进入,疾病会攻击筋膜 - 神经,肌肉,血管和脂肪周围的结缔组织 - 并迅速扩散。在其早期阶段,它会带来与感染“不成比例”的疼痛。研究人员写道,在后期阶段,感染的死亡率高达32%。
可怕的疼痛向受感染的宿主发出信号,表明出现了问题。但是在化脓性链球菌的情况下,研究人员发现,它可以通过屏蔽它抵抗通常攻击微观入侵者的宿主防御来使细菌受到伤害。
化学破坏
在使用小鼠的实验中,科学家发现化脓性链球菌产生了一种称为链球菌溶血素S(SLS)的毒素,它可以激活某些与疼痛相关的神经元,从而引发极度疼痛。但毒素也刺激相同的神经元发射出一种破坏与免疫系统交流的肽。这项研究表明,化脓性链球菌有效地抑制了身体对抗病细胞的作用,使细菌自由繁殖,杀死更多的组织。
科学家们报告说,这种肽还干扰了免疫细胞中的正常功能,这些细胞确实能够到达感染部位,阻止它们分配能够杀死侵入性细菌的酶。
该研究的资深作者,哈佛医学院微生物学和免疫生物学助理教授Isaac Chiu 在一份声明中说:“这种神经元信号会使报警系统静音,通常会呼唤身体的感染者来控制感染。”
基于这一观察结果,研究人员怀疑他们可以将细菌的战斗计划放在一边,并用与神经元相互作用的化合物治疗坏死性筋膜炎 - 抑制疼痛并消除肽的释放,从而关闭宿主的防御反应。
他们为小鼠注射了化脓性链球菌,以及另一种化合物:肉毒杆菌神经毒素A,一种用于抚平面部皱纹和治疗肌肉痉挛的蛋白质。肉毒杆菌毒素 - 也称肉毒杆菌毒素 - 通过阻断神经信号起作用。在受感染的小鼠中,无论小鼠是否在暴露于化脓性链球菌之前或之后接受了神经阻滞剂,这都可以防止细菌占上风。
在另一项实验中,科学家们引入了另一种化合物,该化合物阻断了暂停宿主免疫系统的神经递质释放,同时也阻止了细菌未被发现。
研究人员总结说,他们的工作不仅揭示神经元在坏死性筋膜炎的进展中起关键作用,而且还表明操纵神经元可能是治疗这种可怕疾病的途径。
“我们的研究结果提供了一个惊人的例子,说明神经和免疫系统紧密交织在一起,以及它们在感染环境中的相互作用是多么复杂,”Chiu在声明中说。
“我们的研究还强调了调节一种系统影响另一种系统作为治疗感染的方法的治疗潜力。”
该研究是在小鼠中进行的,因此需要进行更多研究以确认相同的机制是否适用于人类。