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在如何消灭细菌这方面上,科学家打算向T细胞学习

科普小知识2022-01-25 05:36:00
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在如何消灭细菌这方面上,科学家打算向T细胞学习

在一项研究中,研究人员发现了个体免疫T细胞杀死细菌的特殊机制。这项研究最初的目的是研究如何在很长一段时间内对抗日益增多的耐药病原体。

密歇根大学的研究人员和哈佛大学的研究人员发现了免疫T细胞攻击细菌的方式与抗生素和细菌的效果之间的关键区别。一般来说,药物只攻击细菌生长、繁殖和代谢的一个过程,而免疫T细胞同时攻击多个过程。

最近,《细胞》杂志发表了由密歇根大学的斯里拉姆·拉姆钱德拉·钱德拉塞卡兰和哈佛大学的朱迪·利伯曼领导的团队的研究结果。这是一个研究耐药病原体潜在影响的项目。据估计,到2050年,全世界每年由这种病原体造成的死亡人数将达到1000万。

密歇根大学生物医学工程助理教授钱德拉塞卡兰(Chandrasekaran)表示:“我们现在面临着巨大的抗生素耐药性危机,因为大多数药物对结核分枝杆菌(结核病的病原体)、单核细胞增生李斯特氏菌(在大多数食物中发现,单核细胞增生李斯特氏菌中毒可导致血液和脑组织感染)或大肠杆菌等病原体没有太大影响。因此,我们需要尽快了解免疫系统的工作机制,以便设计出一种类似的抗菌药物。”

钱德拉塞卡兰还说,免疫T细胞,其书面名称是细胞毒性淋巴细胞,通常通过产生颗粒酶B攻击被感染的细胞,这种酶如何导致细菌死亡仍然是未知的。

然而,研究人员可以通过蛋白质组学和计算机建模来分析颗粒酶B攻击受感染细胞的多种过程,这些过程受到多种因素的影响。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象,研究细胞、组织或生物的蛋白质组成及其变化规律的科学。它可以用来测量细胞中的蛋白质水平。

钱德拉塞卡兰和他的团队还监测了免疫T细胞如何处理三种不同的病原体,即大肠杆菌、李斯特菌和结核分枝杆菌。

他说:“当暴露于颗粒酶B时,尽管经过几代,这些细菌仍然不能对多种攻击产生耐药性。这种酶可以分解各种蛋白质,这些蛋白质对细菌的生存至关重要,可以说,这种酶具有一举两得的效果。”

这些基于免疫T细胞的发现可以应用于许多方面。例如,研究人员可以通过利用颗粒酶B的抗菌机制来开发新药,甚至通过结合现有的药物来改善它们。

钱德拉塞卡兰的团队目前正在研究细菌如何逃避免疫T细胞的攻击。

然而,从某个角度来看,在某个方面需要一种全新的方法也是可怕的,而临床试验也意味着牺牲的可能性。世界卫生组织的相关工作人员将抗生素耐药性描述为“当今全球健康、粮食安全和发展的最大威胁之一”。

根据世界卫生组织,估计每年有70万人死于抗生素抗性细菌。更糟糕的是,预测显示,到2050年,这个数字将飙升至1000万。

英国最高卫生官员萨利·戴维斯最近表示,抗生素的消失意味着“现代医学的终结”。

本月早些时候,莎莉引用了自己的话:“我们必须承认,如果我们现在不采取任何行动,我们将在未来面临抗生素的灾难。我不想告诉我的孩子,我没有尽力保护他们和他们的孩子。”

尤其令人担忧的是,已经开发或正在开发的新抗生素并不多。新抗生素的全盛时期是从20世纪40年代到60年代,到20世纪末,新抗生素的研发几乎已经停止。

钱德拉塞卡兰说:“我们一直认为抗生素的使用是理所当然的。这种做法现在已经到了临界点,我们不能再这样做了。我们从人类免疫系统中获得灵感。自从人类出现在地球上,我们的免疫系统已经开始抵抗各种细菌感染。”

本文的题目是“颗粒酶B破坏细菌的中间代谢和蛋白质合成,从而导致免疫细胞的死亡计划”。这项研究由美国国立卫生研究院、哈佛大学和密歇根大学资助。

蝌蚪工作人员从科学博客,翻译孙惠民,转载必须授权。