微生物组涉及镰状细胞病 - 但抗生素可以反应其影响

镰状细胞疾病（SCD）的新研究发现，使用抗生素耗尽身体的微生物组可能预防急性镰状细胞危机，可以提供避免疾病的长期并发症的第一种有效策略，例如器官衰竭。由科学家在艾伯特爱因斯坦医学院和蒙蒂其卫生系统进行的研究中，也可能导致其他炎症血管疾病，包括脓肠梗阻。调查结果今天在线发布自然。

SCD影响了大约100,000名美国人，并发生在500个黑人或非裔美国人出生中的约1个。该疾病影响全世界数百万人，特别是来自西半球（南美洲，加勒比和中美洲）的撒哈拉以南非洲和西班牙语地区的祖先的疾病。

患有该病的人具有遗传基因突变，导致血红蛋白异常，携带氧气的红细胞蛋白质。具有异常血红蛋白的红细胞采用镰刀形状并变得不那么灵活。骗子的红细胞倾向于堵塞小血管阻碍血液流动并防止氧气到达组织。这可能导致严重疼痛的突然发作，称为镰状细胞危机，或血管闭塞危机，这通常需要住院治疗。

多年来，由于SCD引起的贫瘠速递可能会损害包括脾脏，肝脏和肾脏的器官。平均而言，患有这种疾病的美国人可以预期只能居住在40多岁的中期。

爱因斯坦学习由Paul Frenette，M.D.，医学教授和细胞生物学和主席和爱因斯坦的干细胞和再生医学研究所主任。Frenette博士于2002年报道，当Scd血管堵塞时，当镰状的红细胞与已粘附在血管壁上的中性粒细胞的白细胞结合时发生。中性粒细胞是血液中最常见的白细胞类型，并防止疾病引起的微生物。

“这个早期的工作表明，并非所有中性粒细胞都是一样的，”弗伦特博士说。“有些似乎是惰性的，而其他人在促进炎症时显得过于活跃 - 这对于攻击微生物是有用的，但导致中性粒细胞捕获血管内的镰状红细胞。所以在目前的研究中，我们研究了中性粒细胞的年龄可能会影响是否会影响它们变得活跃和炎症。“

某些表面蛋白质揭示中性粒细胞是否静置或已变为活跃;不同的细胞表面蛋白表明中性粒细胞是否年轻或旧。在将全血转化为小鼠后，然后分析年轻中性粒细胞（收集10分钟后输注后输出后）（再收集六小时），Frenette和同事博士发现中性粒细胞在循环建议中随着年龄的增长而变得更加活跃他们收到了某种外部信号，告诉他们年龄。

研究人员进行了将这些“老化”信号追溯到身体的微生物组的实验。他们发现微生物组产生了穿过肠道屏障的化学品并进入血液，在那里它们产生了有助于SCD的中性学粒细胞的老化的过敏的子集。“由于身体的微生物群似乎”教育“中性粒细胞到年龄，”弗莱切博士说，“我们意识到通过使用抗生素吹扫那些微生物可能会对SCD有所帮助。”

要查明，Frenette博士的团队对SCD的小鼠模型进行了研究。他们发现SCD小鼠拥有五倍，作为健康对小鼠的许多年龄中性粒细胞。当研究人员使用抗生素耗尽SCD小鼠的微生物群时，他们观察到中性粒细胞的显着减少，但不是其他白色细胞如单核细胞，T细胞和B细胞。此外，向SCD小鼠提供抗生素，以防止镰状细胞危机：中性粒细胞和红细胞之间的相互作用在微生物菌耗尽的SCD小鼠中显着降低，导致局部血流量改善，大大提高了这些小鼠的存活率。

“对我们来说最令人惊讶和令人惊讶的是抗生素对慢性组织损伤的影响，”Frenette博士说。“我们发现SCD小鼠的脾脏增大在微生物群耗尽的动物中显着降低，肝脏分析显示肝脏损伤的主要减少，包括炎症，疤痕和组织死亡。这是第一次发现任何东西都有对SCD可能如此破坏的器官损伤的影响。“

然后研究人员研究过腐败- 其他严重的血液紊乱，激活，促炎性中性粒细胞发挥作用。败血症每年影响超过一百万美国人，最多地杀死了一半。为了诱发脓肠梗休克，对照和微生物瘤耗尽的小鼠接受了通常是致命的细菌毒素的剂量。对照小鼠表现出嗜中性粒细胞聚集体和中性粒细胞DNA的丛集，从而有助于脓毒症的死亡;但微生物疱疹耗尽的小鼠在很大程度上没有中性粒细胞并发症并幸存下来。

“显着的”，“博士博士说：”如果我们用老年的中性粒细胞注入它们，但如果我们注入相同数量的年轻中性粒细胞，则可以预防微生物群枯竭的小鼠。如此耗尽微生物群可能有助于对抗炎症血液疾病除了SCD。“

最后，研究人员调查了他们的小鼠的发现是否可能与SCD的人有关。凭借在蒙蒂罗欧省儿童医院的镰状细胞病程（Cham）的帮助下，他们从九个健康儿童和34例SCD患者获得血液样本：11名患者每天服用青霉素，以抵御感染，适用于儿童推荐SCD 5岁或以下;另外23例SCD患者已经脱离青霉素至少两个月。

与SCD小鼠的研究结果一致，与担任对照的健康儿童相比，SCD的SCD的儿童不再具有循环的年龄中性粒细胞。然后研究人员将中性粒细胞水平与SCD-患儿的两组儿童进行比较，那些服用青霉素和不在药物的人 - 发现了更少的老年人中性粒细胞在服用青霉素的人的血液中。

“每日青霉素对于SCD小于五个患者的患者在预防感染方面非常好，”Frenette博士说。"Our study suggests that penicillin and other antibiotics could play an even broader role in potentially benefiting older patients. In collaboration with Deepa Manwani, M.D., who directs the CHAM's Sickle Cell Disease Program, we hope to carry out a clinical trial to determine whether antibiotics can help patients with SCD by preventing the sickle cell crisis and long-term organ damage associated with the disease."

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