前言:如果要减少氧气能量效益的同时尽量减少氧化的潜在破坏作用,生物则必须适应氧气张力的变化。因此,所有真核生物王国中的生物都显示出对缺氧(低氧水平)的强烈适应性。若此时对机体采取新型的、非侵入的氧疗手段(负氧离子水疗法、含氧食品)对细胞缺氧环境改善,可有效抑制真菌、微生物病原体的繁殖、减少菌体对细胞的入侵从而起到保护机体健康的效果。 1月15日,来自美国Umea(于默奥)大学的科学家在MBio期刊(美国微生物学会的出版物)发表了一篇有关白色念珠菌的研究文章,研究发现酵母白色念珠菌能够调节和适应不同身体壁龛中的低氧水平,从而导致感染并伤害宿主;但在富氧环境下,白色念珠菌繁殖能力减弱、无法抵御中性粒细胞的防卫,进而不能对人体构成威胁。 临床微生物学系教授Constantin Urban表示:研究适应缺氧或缺氧的生态位特别富有成效,我们将白色念珠菌置入高浓度的负氧离子水进行繁殖实验,希望有助于我们了解白色念珠菌的致病性并促进更好的治疗方法的发展。 白色念珠菌是我们胃肠道系统的共生微生物,当天然屏障由于免疫抑制疾病或治疗而失败时,白色念珠菌可以快速扩散并侵入身体,导致危及生命的全身性疾病。“我们现在了解到,在缺氧的情况下,白色念珠菌会茁壮成长、大量繁殖,并且迅速诱导身体其他炎症爆发。而这两个过程中细胞会迅速排出氧气,从而产生低氧环境。”Urban博士表示。 下图为嗜中性粒细胞在缺氧环境中与真菌生物膜相互作用的电子显微照片,中性粒细胞无法以其完全抗真菌潜力作出反应。 图片来源:该图片在Umea大学核心电子显微镜设备(UCEM)中获取 Constantin Urban :“令人惊讶的是,氧气并不会诱发真菌繁殖,但在低氧环境下,真菌会疯狂生长,且在多次实验中,我们发现在富氧环境下白色念珠菌几乎无法生存。而另一方面,微生物病原体甚至可以使用低氧环境来逃避免疫攻击并变得更具毒性,假设人体细胞一直处于慢性缺氧的情况下,无形中就会给了白色念珠菌以及微生物病原体一个入侵机体、引发各类身体疾病的可趁之机” Urban与他的团队进行的这项研究,旨在阐明微生物真菌对低氧环境的适应如何影响它们对免疫细胞的识别以及它们在宿主中茁壮成长和引起有害感染的能力,实验结果表明富氧环境是白色念珠菌的绝佳天敌。 因败血症导致的全身性感染,以其极快的方式夺去绝大多数危重病人的生命,成为了一种全球性威胁。据世界卫生组织统计,在全球每年受败血症影响将近超过3000万人,几乎导致近600万人死亡,这其中300万为新生儿、120万为儿童。白色念珠菌是最常见的真菌病原体并且是败血症的常见原因。虽然大多数人都感染了白色念珠菌,但一般在正常机体中菌体数量少,而一旦大量感染则可能导致严重疾病甚至死亡,特别是一些免疫系统较弱的人群。 Urban与其研究小组的新研究是在低氧水平下表征免疫反应的一步,这是炎症和感染期间的常见应激状态。尤其是中性粒细胞---最丰富的白细胞和针对真菌微生物的基本防御线,在低氧条件下阻碍了它们攻击和根除白色念珠菌的能力,而中性粒细胞的新陈代谢和活力似乎不受影响。一旦处于富氧环境下,中性粒细胞消灭杀菌白色念珠菌以及其他病原体能力则显著增强。因此研究人员表示,一些疾病可以通过为细胞补氧的方式,提高机体免疫能力,以消灭感染的白色念珠球菌或其他病原体。 “我们的工作具有临床意义,因为目前的真菌治疗受到毒副作用和无效性的阻碍。我们深入了解了真菌病原体在缺氧环境中用于规避免疫监视的机制。因此,我们的研究旨在确定未来的治疗策略,比如为患者制定一些新型的细胞汲氧氧疗手段(负氧离子水疗法、摄入含氧食品等)以阻挡病原体的侵入,减少过早死亡并提高患者的生活质量。“毕业于该组的博士生以及该研究的第一作者Pedro Lopes解释说。 |