Ученые думали, что бактерии безвредны — они ошибались

Международное исследование под руководством сингапурских ученых обнаружило, что бактерии, ранее считавшиеся безвредными, могут усугубить существующее заболевание легких.

Группа международных ученых обнаружила, что Нейссерия — род бактерий, обитающих в организме человека, — не так безобиден, как считалось ранее. Фактически, он может вызывать инфекции у пациентов с бронхоэктазами, астмой и хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ).

В знаменательном исследовании, опубликованном 14 сентября 2022 г. Сотовый хозяин и микроб, группа представила убедительные доказательства того, что Нейссерия виды могут вызывать заболевание легких и связаны с ухудшением бронхоэктатической болезни (разновидность заболевания легких) у пациентов. Ученых возглавил Наньянский технологический университет Сингапура (NTU Singapore).

Бронхоэктазы — это хроническое заболевание, при котором дыхательные пути легких становятся аномально увеличенными по неизвестным причинам у 50 процентов сингапурских пациентов. Заболевание в четыре раза более распространено среди азиатов по сравнению с их западными коллегами, а также может возникать после выздоровления от туберкулеза.^[1] В Сингапуре исследование в больнице Тан Ток Сенг описало 420 госпитализированных пациентов с бронхоэктазами в 2017 году.^[2] Заболеваемость составляет 10,6 на 100 000 и сильно увеличивается с возрастом.

Несмотря на его распространенность среди пожилых людей, в большинстве случаев бронхоэктазы не обнаруживают очевидной причины, и это состояние имеет тенденцию возникать спонтанно и без предупреждения.^[3]

Чтобы разгадать загадку того, почему бронхоэктазы прогрессируют со значительно большей скоростью среди пожилых азиатских пациентов, международная команда, включающая исследователей и больницы в Сингапуре, Малайзии, Китае, Австралии и Великобритании. (видеть Приложение) – под руководством доцента LKCMedicine Санджая Чотирмалла, проректора кафедры молекулярной медицины, сопоставили данные о заболеваниях и инфекциях 225 пациентов с бронхоэктазами азиатского (Сингапур и Малайзия) происхождения с данными о пациентах с бронхоэктазами в Европе.

Нейссерия: не так уж и безобидна

Пока Нейссерия Хорошо известно, что виды вызывают менингит и гонорею, но они не поражают легкие. Благодаря подробной идентификации и тщательной характеристике исследовательская группа обнаружила, что Нейссерия доминировал в микробиоме азиатских пациентов с прогрессирующим течением бронхоэктатической болезни.

В частности, больные бронхоэктазами с преобладающим количеством подгруппы Нейссерия называется Neisseria subflava (Н. субфлава), имели более тяжелое течение болезни и повторные инфекции (обострения) по сравнению с пациентами с бронхоэктазами без такого большого количества Нейссерия.

После дальнейшего исследования с использованием экспериментальных клеточных и животных моделей исследовательская группа подтвердила, что Н. субфлава вызывает разрушение клеток, что приводит к воспалению и иммунной дисфункции у пациентов с бронхоэктазами с этой бактерией.

До этого открытия Neisseria не считалась причиной легочной инфекции или тяжелого заболевания у пациентов с бронхоэктазами.

Ведущий исследователь, профессор Чотирмалл из LKCMedicine, сказал: «Наши результаты впервые установили, что неблагоприятные клинические исходы, такие как тяжелая болезнь, ухудшение функции легких и высокий уровень повторных инфекций среди пациентов с бронхоэктазами, тесно связаны с бактериями Neisseria и что это открытие особенно важно для азиатских пациентов».

«Это открытие важно, потому что оно может изменить то, как мы лечим наших пациентов с бронхоэктазами с помощью этой бактерии. Теперь врачам нужно будет думать о Neisseria как о потенциальном «виновнике» у пациентов, состояние которых ухудшается, несмотря на лечение, и проводить тесты для выявления тех, у кого в легких могут быть бактерии этого типа. Мы надеемся, что раннее выявление приведет к персонализированной терапии и, следовательно, к лучшим результатам для азиатских пациентов с этим разрушительным заболеванием», — сказал профессор Чотирмалл, который также является помощником декана (факультетские вопросы) в LKCMedicine.

Это исследование отражает усилия NTU в рамках NTU2025, пятилетнего стратегического плана университета, направленного на решение таких серьезных проблем человечества, как здоровье человека. Исследование, проведенное международными исследователями из разных дисциплин, также подчеркивает силу NTU и его внимание к междисциплинарным исследованиям.

Более широкое значение Neisseria

Помимо связи Neisseria и тяжелых бронхоэктазов, исследовательская группа под руководством NTU также обнаружила присутствие тех же бактерий при других более распространенных хронических респираторных заболеваниях, таких как тяжелая астма и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) — состояние, которое вызывает блокировку воздушного потока и нарушение дыхания. -связанные проблемы.

Используя технологии секвенирования следующего поколения, команда также стремилась выяснить, откуда может появиться эта бактерия, и взяла образцы в домах пациентов с бронхоэктазами с большим количеством Нейссерия в их легких. Исследователи обнаружили присутствие бактерий в домашней среде, предполагая, что внутреннее жилое пространство и, возможно, тропический климат могут благоприятствовать присутствию этих бактерий в азиатской среде.

Что такое Нейссерия?

Нейссерия Виды бактерий обычно идентифицируются как причина инфекций, передающихся половым путем, таких как гонорея, а также в критических случаях менингита — воспаления жидкости и оболочек, окружающих головной и спинной мозг. Его подвиды Н. субфлаваоднако, известно, что он обнаруживается на слизистой оболочке полости рта, горла и верхних дыхательных путей человека ранее без какой-либо известной связи с легочными инфекциями.

Это семейство бактерий всегда считалось безвредным для человека, а вызываемые ими инфекции не были описаны — до сих пор.

Соавтор, профессор Ван Де Юн из отделения отоларингологии Медицинской школы Йонг Лу Линь Национального университета Сингапура, сказал: «Отрадно видеть, что мы добились прогресса в идентификации видов бактерий Neisseria как причины ухудшение бронхоэктатической болезни, маловероятной причины, которая изначально не считалась угрозой. Это служит сильным напоминанием о том, что мы не должны слишком самоуспокаиваться, когда дело доходит до проведения исследований, и проявлять большую активность в изучении различных возможностей, поскольку каждый, казалось бы, невинный элемент может быть источником угрозы для нашего тела и общего состояния здоровья».

Соавтор Эндрю Тан, адъюнкт-профессор метаболических нарушений из LKCMedicine, сказал: «Подход с обратной трансляцией, принятый в этой работе, имел решающее значение для нашего успеха. Начав с «у постели больного», где мы изучали реальный опыт пациентов, мы затем работали в обратном направлении, чтобы раскрыть биологический процесс бактерий. Благодаря междисциплинарному характеру исследования команда смогла пообщаться с представителями различных исследовательских дисциплин, предлагая приятный опыт и получая уникальную информацию о болезни».

В настоящее время исследователи планируют провести дальнейшие исследования и клинические испытания. Нейссерия эрадикации из микробиома с помощью недавно открытого LKCMedicine Center for Microbiome Medicine, который стремится оценить преимущества нацеливания и лечения Нейссерия антибиотиками при первом выявлении в надежде, что это приведет к улучшению клинических исходов у пациентов с хроническими респираторными заболеваниями.

Ссылка: “Нейссерия виды как патобионты при бронхоэктазах» Лян Ли, Майкла Мак Аогхейна, Тенфей Сюй, Тавлин Каур Джагги, Луизы Л.И. Чан, Цзин Цюй, Лан Вей, Шумин Ляо, Хонг Шэн Ченг, Холли Р. Кейр, Элисон Дж. Дикер, Кай Сен Тан, Ван Де Юн, Марико Сиюэ Кох, Тун Хау Онг, Альберт Йик Хоу Лим, Джон А. Абишеганаден, Тек Бун Лоу, Тиди Махарани Хасан, Сян Лонг, Питер А.Б. Уорк, Брайан Оливер, Даниэла И. Драутц-Мозес, Стефан К. Шустер, Нгуан Сун Тан, Минлян Фан, Джеймс Д. Чалмерс и Санджай Х. Чотирмолл, 14 сентября 2022 г., Сотовый хозяин и микроб.
DOI: 10.1016/j.chom.2022.08.005

Заметки

1. «Тенденции заболеваемости бронхоэктазами среди получателей Medicare в США, 2000–2007 гг.», Эми Э. Зейтц, магистр здравоохранения; Кеннет Н. Оливье, доктор медицины, магистр здравоохранения; Дженнифер Аджемиан, доктор философии; Стивен М. Холланд, доктор медицины, и Д. Ребекка Превотс, доктор философии, магистр здравоохранения, 1 августа 2012 г., Журнал сундуков.
   DOI: 10.1378/сундук.11-2209
2. «Эпидемиология и экономическое бремя бронхоэктазов, требующих госпитализации в Сингапуре», авторы Хви Пин Фуа, Вей-Йен Лим, Ганга Ганесан, Джоан Юн, Кельвин Брайан Тан, Джон Арпутан Абишеганаден и Альберт Йик Хоу Лим, 12 августа 2021 г., Открытое исследование ERJ.
   DOI: 10.1183/23120541.00334-2021
3. «Географические различия в этиологии, эпидемиологии и микробиологии бронхоэктатической болезни», Равишанкар Чандрасекаран, Мишель Мак Аогейн, Джеймс Д. Чалмерс, Стюарт Дж. Элборн и Санджай Х. Чотирмал, 22 мая 2018 г., BMC Легочная медицина.
   DOI: 10.1186/s12890-018-0638-0

Приложение

Список сотрудничающих учреждений

• Кафедра фармакологии, Медицинский факультет, Южный научно-технический университет, Шэньчжэнь, Китай
• Шэньчжэньские институты передовых технологий Китайской академии наук, Шэньчжэнь, Китай
• Медицинская школа Ли Конг Чиана, Наньянский технологический университет, Сингапур
• Лаборатория биохимической генетики, отделение биохимии, больница Св. Джеймса, Дублин, Ирландия
• Отделение клинической биохимии, Медицинский факультет Тринити-колледжа в Дублине, Дублин, Ирландия
• Школа гражданской и экологической инженерии, Наньянский технологический университет, Сингапур
• Колледж фармацевтических наук, Чжэцзянский университет, Ханчжоу, Китай
• Университет Данди, Больница Найнуэллс, Медицинская школа, Данди, Шотландия
• Кафедра отоларингологии, Программа трансляционных исследований инфекционных заболеваний, Медицинская школа Йонг Лу Линь, Национальный университет Сингапура
• Отделение респираторной и интенсивной терапии, Сингапурская больница общего профиля, Сингапур
• Отделение респираторной и интенсивной терапии, больница Тан Ток Сенг, Сингапур
• Отделение респираторной и интенсивной терапии, больница общего профиля Чанги, Сингапур
• Национальный университет Малайзии, Куала-Лумпур, Малайзия
• Отделение респираторной медицины и интенсивной терапии, больница Пекинского университета в Шэньчжэне, Шэньчжэнь, Китай
• Центр приоритетных исследований здоровых легких, Институт медицинских исследований Хантера, Школа медицины и общественного здравоохранения, Университет Ньюкасла, Новый Южный Уэльс, Австралия
• Отделение респираторной медицины и медицины сна, больница Джона Хантера, Нью-Лэмбтон-Хайтс, Новый Южный Уэльс, Австралия
• Институт медицинских исследований Вулкока, Сиднейский университет, Австралия
• Школа наук о жизни, Технологический университет Сиднея, Австралия
• Сингапурский центр инженерных наук об окружающей среде (SCELSE), Наньянский технологический университет, Сингапур
• Школа биологических наук Наньянского технологического университета, Сингапур
• Департамент наук об окружающей среде и инженерии, Университет Фудань, Шанхай, Китай