研究提高了对流感后威胁生命的肺部炎症的理解

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研究提高了对流感后威胁生命的肺部炎症的理解

 研究提高了对流感后威胁生命的肺部炎症的理解 

      圣裘德儿童研究医院的科学家已经确定,成纤维细胞是流感和其他呼吸道感染后肺部炎症免疫反应的守门人。正在进行研究以将这些发现转化为治疗方法,以保留肺功能并改善患者生存率。该发现今天在线发表在《自然》杂志上。

  成纤维细胞是组成正常肺功能所需组织的细胞,它们有助于协调免疫反应。研究人员表明,病毒感染可以诱导一些肺成纤维细胞增加细胞因子和ADAMTS-4酶的产生。细胞因子驱动炎症,ADAMTS-4降解关键的肺蛋白。这些变化促进了炎症,并损害了肺功能,导致广泛的组织重组。

  当研究人员淘汰ADAMTS-4时,感染流感的小鼠的存活率提高了。下呼吸道酶水平与季节性和禽流感住院的儿童和成人的呼吸系统症状严重程度也有关。ADAMTS-4水平较高的患者症状更严重,更需要机械呼吸支持,并且死亡风险更高。

  圣裘德免疫学系的通讯作者保罗·托马斯(Paul Thomas)博士说:“死于流感的人通常已经控制了这种病毒,但遭受了广泛的肺损伤。” “损害是由对感染作出反应的免疫细胞浸润引起的,但尚不清楚其机制。通过关注免疫反应与肺功能之间的界面,我们不仅确定了一种机制,而且是一种有前途的治疗方法,其中没有目前存在。”

  流感和与流感相关的肺炎仍然是美国的主要死亡原因。现有的抗病毒药物,如达菲,必须在感染后的几天之内给予,才能最有效。患有严重呼吸系统并发症的患者必须依靠支持性护理,包括机械呼吸机,因为没有有效的治疗方法。

  成纤维细胞与免疫平衡

  成功的免疫反应需要微妙的平衡。应对措施必须消除病毒或其他病原体,而不会引发失控的炎症而引起附带损害。

  托马斯和他的同事使用多种方法来证明成纤维细胞在流感感染期间充当了看门人。研究人员表明,呼吸道病毒感染可通过激活称为损伤反应性成纤维细胞的肺成纤维细胞来触发致命的炎症反应。细胞会抽出刺激炎症的细胞因子和ADAMTS-4,后者会降解肺部多功能蛋白聚糖。

  托马斯实验室博士后研究员,第一作者戴维·博伊德(David Boyd)博士说:“这项研究表明,ADAMTS-4是感染流感的小鼠肺脏中versican降解的主要调节剂。” versican的降解对肺功能有重大影响。

  成纤维细胞最著名的是结缔组织和支持组织的成分,但在这项研究中,它们在炎症反应中起着重要作用。圣裘德的研究人员使用单细胞和空间转录组学等技术来揭示细胞在平衡炎症和肺功能中所起的关键作用。

  “这些下一代技术使我们可以将基因表达模式精确地定位到单个细胞和肺中的特定位置,”该技术的主要作者之一圣裘德免疫学的合著者杰里米·蔡斯·克劳福德博士说。项目开发和数据分析。“空间转录组学极大地增加了我们从组织中获得的信息量,因此我们很高兴这项技术不仅适用于该项目,而且也适用于圣裘德的其他研究人员。”

  新颖的方法显示成纤维细胞活化在肺的不同区域中不同,并且活化与严重的肺损伤有关。在科学家发现极端组织损伤的同一区域,ADAMTS-4总是在附近。

  研究人员报告说,当消除ADAMTS-4时,versican结构保留在小鼠的肺中,并且动物的寿命更长。完整的versican在维持肺部健康和功能方面具有多种作用。

  来自全球三个不同医疗中心住院的成人和小儿流感患者的数据显示,肺组织中ADAMTS-4浓度是流感严重程度的有力预测指标。


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