每年死于真菌感染的人數幾乎與死于結核感染的人數同樣多。真菌感染主要發生在有基礎疾病(如癌癥、艾滋病病毒或新冠病毒感染等)的人中,他們的免疫系統存在缺陷,易于感染真菌。我們最近發表的一項新研究發現,抗生素可以導致免疫系統缺陷進而增加真菌感染的風險。
念珠菌(Candida)是人真菌感染的常見元兇。它不僅能引發鵝口瘡,還可以造成危及生命的血行感染——侵襲性念珠菌病。
(資料圖片)
抗生素使用是侵襲性念珠菌病的危險因素之一。在人們使用抗生素治療時,他們腸道中一部分細菌也順帶被消滅了,這為真菌定植提供了空間。如果腸道還因化療或手術受損,念珠菌便可以從腸道進入血液,引發全身感染。然而侵襲性念珠菌感染最常見的途徑不是腸道,而是經皮膚感染。在重癥監護室,有些病人在靜脈內安置了導管,而這就給念珠菌感染提供了機會,尤其是他們之前還使用了抗生素治療。
為了弄清抗生素增加真菌感染風險背后的機制,我們給小鼠聯合使用了一系列廣譜抗生素藥物,之后讓它們感染念珠菌。對照組的小鼠同樣感染念珠菌,但不接受抗生素藥物的處理。
我們發現接受抗生素藥物處理的小鼠感染了真菌之后病得更重。念珠菌通常靶向感染小鼠腎臟,導致小鼠腎臟衰竭,這是小鼠生病的原因。但在我們的研究中,接受了抗生素藥物處理小鼠的腎臟損傷并不比對照組更嚴重。盡管接受了抗生素藥物處理的小鼠病得更重,但抗生素也控制了腎臟的真菌感染程度。那為何該組小鼠病得更重呢?
實驗結果表明抗生素導致小鼠抗真菌免疫反應出現了缺陷,這種缺陷在腸道表現得更為明顯。抗生素處理后的小鼠腸道真菌感染比對照組要嚴重得多,這導致腸道細菌進入血液中,從而并發了細菌感染,因此它們比對照組小鼠病得更重。
為了弄清發生這種現象的原因,我們分析了胃腸道免疫細胞來明確抗生素削弱宿主抗真菌免疫反應的機制。腸道中的免疫細胞會分泌一種名為細胞因子的小分子蛋白質,這種蛋白質起到了與其他細胞交流溝通的作用。舉個例子,白介素-17(IL-17)和粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)可以幫助免疫細胞做好抵御真菌感染的準備。我們發現使用抗生素后,腸道中這兩種細胞因子的含量會減少。這可能是抗生素處理小鼠無法控制腸道真菌感染及阻止細菌逃逸的部分原因。
可能的解決辦法
根據前面的發現,我們猜想給病人注射一些細胞因子也許能提高他們的免疫力以對抗真菌感染。為了證實這個猜想,我們給用抗生素處理過的小鼠注射了幾種細胞因子,發現它們的病情減輕了。對于那些需要抗生素治療但同時也有真菌感染風險的病人來說,我們的研究結果也許能幫助他們避免致命的真菌感染。
我們進一步想要探索抗生素組合中是否存在一種特異性的抗生素會增加真菌感染的風險。于是,我們給小鼠使用了不同的抗生素,再使它們感染念珠菌,結果發現萬古霉素(vancomycin)會加重小鼠真菌感染的病情。萬古霉素是醫院里常用來治療艱難梭菌(C.diff)感染的抗生素。我們發現萬古霉素會殺滅腸道菌群中對免疫有促進作用的細菌,這些細菌能誘導免疫系統產生白介素-17。
這些研究是否在人身上也成立呢?我們對病人記錄進行分析,發現人類也存在同樣的現象。我們分析了一個大型醫療記錄數據庫,發現病人在使用抗生素治療后,確實會發生類似小鼠一樣的細菌和真菌合并感染。
抗生素耐藥性問題越來越嚴重,而這比謹慎使用抗生素更加重要。我們的研究揭示了抗生素可能會增加真菌感染的風險。然而是否使用抗生素是我們可以決定的。真菌感染依舊是威脅人類健康的一個嚴重問題,諸如此類的研究可以幫助我們找到戰勝它們的方法。
撰文:Rebecca A.Drummond,伯明翰大學免疫學與免疫治療研究員。
翻譯:孫正杰
審校:安君
引進來源:Theconversation
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