颠覆认知！NTU研究团队发现“感染”可能的新机理

编者按

近日，新加坡南洋理工大学的研究团队发表相关研究表示，生物被感染的严重程度可能是由于体内相互作用结果的大小决定的，而不是其在体内的流行程度，这颠覆了现有对感染这一概念的认知。

颠覆认知

助理教授Sanjay Haresh Chotirmall

在迄今为止人类的认知中，医学上的感染，是指细菌、病毒、真菌、寄生虫等病原体侵入人体所引起的局部组织和全身性炎症反应。而其严重程度与微生物在体内的流行程度有关。

现在，一个由新加坡南洋理工大学领导的国际研究小组提出了一种理解感染的新方法。他们对近400例慢性肺支气管扩张患者的呼吸样本的研究表明，体内的微生物作为一个网络存在，感染的严重程度可能是这些微生物之间相互作用的结果。而这一全新的认知如果成立，将颠覆目前为止医学对感染这一概念的认知。

通过对这些呼吸样本的数据进行统计建模，科学家们发现，当气道中细菌、病毒和真菌群落之间存在“负面相互作用”（negative interactions）时，咳嗽和呼吸困难更频繁。当微生物群之间产生的是相互竞争而不是相互合作时，就会发生消极的相互作用。

该研究已经发表在世界领先的科学杂志之一《自然医学》（Nature Medicine）上，该发现具有划时代的意义，使科学家们距离开发一种解决感染的新方法又迈进了一步，通过针对微生物的相互作用治疗感染而不是诸如用抗生素杀死特定的微生物。

《自然医学》（Nature Medicine）

新的概念

微生物的相互作用和感染

在他们的研究中，科学家们研究了支气管扩张患者，这是一种亚洲高流行的疾病，气道不可逆转地扩张，而感染加速了病情的发展。用抗生素靶向细菌可减少细菌负荷和伴随的炎症，这反过来可减轻症状，改善临床结果。

为了研究支气管扩张患者气道中微生物之间的相互作用，研究小组收集了来自新加坡、马来西亚、意大利和苏格兰的383名患者的呼吸（痰）样本，包括支气管扩张爆发前、爆发期间和爆发后的样本。

在分析了来自细菌、真菌和病毒的遗传物质的样本中，科学家评估可能的微生物相互作用，发现患者频繁爆发有更多的负面相互作用，微生物呈现竞争而不是合作，这种负面相互作用的数量在爆发期间进一步增加。

新的治疗可能性

科学家们认为，这些发现表明，微生物的相互作用可能会导致患者的频繁爆发。利用这些发现，科学家们开发了一个在线工具，以帮助其他研究人员和医生通过微生物的基因序列分析他们自己的患者样本中的微生物相互作用。

Chotirmall教授也是NTU分子医学会的主席（NTU Provost’s Chair in Molecular Medicine），他说：“我们正在提出一种新的方法，将感染视为网络而不是单个微生物。针对已建立网络内的微生物相互作用，可能会促进更明智的抗生素使用，并有助于抑制抗菌素耐药性的上升。”

该小组目前正在探索使用益生菌通过调节气管内的微生物菌体来治疗支气管扩张。

研究小组评价

领导这项研究的NTU Lee Kong Chian School of Medicine的助理教授Sanjay Haresh Chotirmall说：“我们目前对感染的理解是，当有害微生物进入我们的身体时，感染就会发生。然而，这种理解模型不能解释为什么一些感染患者对在实验室测试中微生物具有耐药性的抗生素有反应。因此，我们将微生物视为网络存在，在那里发生相互作用，在这种情况下，耐药抗生素针对另一个罪魁祸首与之相互作用的微生物。因此，我们可以通过打破这种串扰来潜在地改善临床结果。

助理教授Sanjay Haresh Chotirmall

这项研究的合著者、Tan Tock Seng Hospital呼吸和重症监护医学系主任John Abisheganaden说：“通过应用一种综合和整体的方法，本研究为我们理解呼吸道感染提供了一种新的新方法。应用这种常规的医学方法可以帮助管理医生更好地了解和选择最合适的抗生素或其他治疗方法来获得临床效益。简而言之，引导我们在正确的时间获得正确的治疗，并获得最佳的结果。”

该跨学科的国际研究团队包括来自新加坡的NTU、Tan Tock Seng Hospital、樟宜总医院、新加坡综合医院；马来西亚的马来亚大学；意大利的IRCCCS基金会、米兰大学；澳大利亚的雪梨大学；英国的邓迪大学、埃克塞特大学。

*本文图片来源：NTU官网，Nature Medicine官网，维基百科