当感染流感病毒时,GP96蛋白是由上气道细胞诱导的,表明它促进了细菌气道上皮细胞的建立。这是一种机制,它倾向于为病毒气道感染患者引起继发性细菌性肺炎。它在牙科研究生院研究生院的牙科研究生院讲师Rinko Sumitomo的研究中展出。研究结果的详细信息于6月2日在MBIO发表。
Rinko Sumitomo先生,牙科研究生院牙科研究生院讲师,牙科研究生院
一段时间以来,人们一直知道,当感染病毒气道感染时,细菌性肺炎很容易合并。特别是,由于流感病毒感染,细菌性肺炎经常出现。老年人经常死于细菌性肺炎,而不是流感感染本身。致病细菌是肺炎球菌,葡萄球菌和化脓性镜头。例如,根据1918年流感流感流行症的死亡分析,已经证实了95%的死亡人数中的细菌性肺炎。据报道,在2009年H1N1大流行数据中,细菌性肺炎从25%到50%的严重病例合并。根据过去的这些报告和经验,已经针对病毒气道感染病例进行了实践,这些病例为病毒气道感染提供了抗菌药物,建议用于流感和肺炎球菌的疫苗接种。
但是,抗菌药物的耐药细菌增加存在问题,并且在促进抗性细菌问题的适当使用方面存在许多问题。在某些情况下,肺炎球菌疫苗的抗原与疫苗中的抗原类型不同,预防作用不会增强。因此,由于病毒和细菌之间的重复感染,Sumitomo和他的同事一直在进行研究,以开发针对肺炎的新概念。
我进行的第一件事是使用感染流感病毒和细菌的小鼠模型的研究。检查了被小鼠流感病毒感染的气道上皮细胞,一种称为GP96的蛋白质出现在气道表层中(图1),并确认诸如肺炎球菌之类的细菌可以很容易地粘附在此GP96上。(图2 2)(图2 )。
图1当影响流感时,GP96出现在上呼吸道上皮细胞内皮细胞的细胞表面上。目前,整体内也已输送到细胞表面。 (提供的图像:Sumitomo,图2、3、4)
当GP96出现在上呼吸道的细胞中,并在上呼吸道细胞中建立细菌时,还发现诱导下部通气细胞的GP96,使病毒和细菌更容易传播以降低降低。气道(图3)。
图2当GP96出现在细胞表面上时,存在肺炎球菌时,细菌表面上的AliA,Alib蛋白,GP96和整联蛋白是结合的,使细菌更易于在表皮细胞上沉降。
GP96是一种称为“分子雪橇龙”的蛋白质,通常存在于囊泡中,并且由于各种应力而转移到细胞表面。目前,与自然免疫相关的TOLL类受体和整合蛋白也被引导到细胞表面。他说:“这是正常免疫反应的一部分,即TOLL样受体和整合素出现在细胞表面。GP96被认为有助于检测感染并引起免疫力的反应。”
但是,“敌人”也取决于。肺炎球菌表面上有一种称为aliA和aLIB的蛋白质,这两种蛋白质通常与GP96和整体融合结合。结果,肺炎球菌更容易粘附在上呼吸道细胞上,其中GP96和整体融合出现在表面上。 Sumitomo说:“最初,GP96的作用是抗病毒和抗菌的正常生物学功能,但肺炎球菌具有使感染上呼吸道更容易的能力。”实际上,与GP96结合的表面蛋白Alia和Alib不仅是肺炎球菌,而且在口腔中还具有镜头和黄色葡萄葡萄球菌。 Sumitomo说:“相同的机制可能不仅可以为流感病毒和肺炎球菌起作用,而且对其他病毒和细菌起作用。”
当GP96和细菌之间的键在上呼吸道的上皮细胞中发展时,GP96出现在下呼吸道的上皮细胞表面上,将细菌和病毒促进到下气道中,导致细菌性肺炎。
此外,随着上呼吸道中细菌的建立,下气道中的GP96量增加,病毒和细菌向下气道传播。结果,肺部引起过多的炎症反应和出血,导致严重的肺炎。在病毒感染的气道上皮细胞中,发现称为Snail1的转录因子的表达得到了增强。由于Snail1是抑制细胞粘附分子(例如e-辅助蛋白)表达的因素,因此建议Snail1的表达增加,从而导致上皮屏障功能塌陷,肺炎可能很严重。
这些研究的结果使用小鼠进行了积极验证,尽管未感染小鼠的肺显示正常组织(左),但肺部炎症引起液体炎和肺炎球菌。批准了炎症细胞的整合(在图2中。 4),重量大大减轻了。然而,已经确认,施用将GP96抑制为重复小鼠的药物将减少肺部病变并抑制炎症和炎症相关细胞(图4右图),并减少体重减轻。重复感染两天后两天收集小鼠的肺并检查了细菌的数量时,肺中的细菌数量比肺炎球菌感染高1000倍,并且在复制感染前抑制GP96。确认肺中的细菌数量与单独感染肺炎球菌时相同。
图4鼠标肺组织图像。左侧是未感染小鼠的肺。内部是具有重复的流感病毒和肺炎球菌的肺。当GP96抑制剂重复之前给予GP96抑制剂时,右侧是肺。重复的感染将使肺部炎症和免疫细胞高,但是施用GP96抑制会减少炎症和免疫细胞。
Sumitomo说,由于GP96是一种对生物必不可少的蛋白质,因此“将来只能在必需的时机下抑制GP96的表达,并且还具有GP96,病毒和细菌感染之间的关系。我想考虑。”这次揭示的是病毒感染的急性机制和以下细菌性肺炎,但Sumitomo说:“在老年人中,GP96的表达可能会长期增强,因此很容易。可能引起肺炎吸入。”
最后,我问Sumitomo通过GP96的机制是否在新的冠状病毒感染中起作用(Covid-19)。 Sumitomo还提到Covid-19死亡中几乎没有细菌性肺炎。新的结肠病毒(SARS-COV-2)是一种新兴的传染病,许多人可能对该病毒没有免疫力,因此细胞因子风暴在病毒感染后立即死亡。即使只是想象中,在SARS-COV-2疫苗接种并获得了对病毒的基本免疫力后,SARS-COV-2感染后通过GP96进行了细菌性肺炎,这是继发性的。据推测,可能会发生这种情况。