如果你得了肺炎，甚至感染了切口，你的身體現(xiàn)在就是一個戰(zhàn)區(qū)。當你的免疫系統(tǒng)與入侵的細菌作斗爭時，這場戰(zhàn)爭的結(jié)果可能取決于不是基于導彈或炸彈的微觀軍備競賽，而是基于一個基本要素：鐵?，F(xiàn)在，密歇根大學醫(yī)學院的科學家表示，他們已經(jīng)弄清楚鐵的競賽實際上是如何增加我們面臨的一個最危險的微觀敵人肺炎克雷伯氏菌的風險。他們在患有肺炎的小鼠身上發(fā)現(xiàn)了這一發(fā)現(xiàn)。

肺炎克雷伯菌已經(jīng)找到了如何克服我們最好的防御 - 在某些情況下，包括我們所有最強大的抗生素。這是住院患者中出現(xiàn)感染的第三大常見原因，并導致肺炎，尿路感染，傷口感染和血流感染。它以抗藥性最強的形式被認為是耐碳青霉烯的腸桿菌科細菌之一，也就是所謂的“噩夢細菌”。新發(fā)現(xiàn)可能有助于尋找與之抗爭的藥物，以及其他“超級細菌”。

鐵清除 - 等等

在mBio期刊的一篇新論文中，由Michael Bachman，MD，Ph.D。領(lǐng)導的團隊。報告細菌發(fā)出微小的鐵清除分子后會發(fā)生什么。

這些分子被稱為鐵載體，長期以來一直被認為是細菌通過附著在鐵上并從我們身上偷走而聚集生長和繁殖所需的珍貴元素的一種方式。

來自肺炎克雷伯氏菌的鐵載體在吸鐵方面比我們自己身體產(chǎn)生的蛋白質(zhì)強數(shù)百倍。更重要的是，細菌會產(chǎn)生一種我們的防御系統(tǒng)無法抵消的鐵載體。

但巴克曼和他的同事表明，細菌鐵載體不僅僅是抓鐵。他們的實驗表明，肺炎克雷伯菌實際上使用這些分子來幫助它們侵入身體其他部位超出其初始進入點，并引起我們自身免疫系統(tǒng)引起的炎癥。

密歇根大學病理學助理教授巴赫曼說：“這種細菌已經(jīng)進化出了獲取鐵的新方法，結(jié)果表明它所使用的機制也會在感染過程中引起細胞應(yīng)激。” “這種反應(yīng)引發(fā)了一種免疫反應(yīng)，告訴我們的身體抵抗感染，但它也激活了一種機制，讓細菌逃逸并傳播到身體的其他部位。”

這種機制，一種叫做Hif-1alpha的蛋白質(zhì)，通?？梢詭椭覀兊纳眢w對低氧或低鐵做出反應(yīng)。但當肺炎克雷伯菌鐵載體激活它時，它會使感染惡化。究竟怎么還是個謎。

Bachman 在他作為UM Health System臨床微生物學家的工作中看到了肺炎克雷伯菌對患者的影響，他是臨床微生物學的副主任。這促使他在實驗室里研究它，盡管他指出現(xiàn)在說這個發(fā)現(xiàn)如何用于幫助患者還為時過早。

一種有希望的途徑可能是制定策略以防止細菌首先發(fā)出鐵載體 - 或者使用鐵載體將抗生素帶回細菌細胞?；蛘?，甚至可以創(chuàng)建基于鐵載體的疫苗來教導免疫系統(tǒng)攻擊他們作為入侵者。

與此同時，他和包括微生物學和免疫學主席Harry Mobley博士在內(nèi)的其他人正在通過UM的Host Microbiome Initiative追求更廣泛的目標。使用一種稱為轉(zhuǎn)座子測序的先進遺傳技術(shù)，他們正在努力找出肺炎克雷伯氏菌和其他超級細菌絕對需要哪些基因來引起感染。

他們是怎么做到的

為了弄清鐵載體對肺炎克雷伯菌感染的雙重作用，巴赫曼和他的同事們必須弄清楚如何制造不會繁殖的細菌，同時還能產(chǎn)生鐵載體。他們能夠以保持鐵負載的鐵載體回到細菌細胞并促進生長的方式使細菌發(fā)生變異。這樣，小鼠體內(nèi)的細菌數(shù)量保持不變，但研究人員可以研究鐵載體的作用。

他們預(yù)計，如果鐵載體從小鼠的肺組織中抓取足夠的鐵并且將小鼠作為必需元素，那么小鼠的細胞就會響應(yīng)。實際上，他們發(fā)現(xiàn)小鼠免疫系統(tǒng)是由鐵載體直接觸發(fā)的，導致細胞因子釋放，這些細胞因子可以吸引抗感染細胞并導致炎癥。Hif-1alpha的激活是其中的一部分 - 因為小鼠細胞感覺鐵供應(yīng)量低。

因此，研究小組想出了如何消除小鼠肺部細胞中的Hif-1alpha-并且表明在這些小鼠中，大多數(shù)細菌無法從肺部逃逸到脾臟。但是在制造Hif-1alpha的小鼠中，更多的肺炎克雷伯氏菌細菌擴散到身體的其他部位，使感染更加嚴重。

“這項工作為我們提供了以鐵載體生產(chǎn)為目標的動力，而不僅僅是對它們的吸收，”巴赫曼說。“現(xiàn)在我們知道細菌只是通過分泌它們來引起細胞壓力，如果我們中和它們，我們就可以防止這些影響。”