免疫反应导致疟疾感染的器官损伤
疟疾是世界上最致命的传染病之一:一个小的蚊虫叮咬将众多疟疾寄生虫进入血液中。人体对寄生虫难以捍卫本身,这通常会导致周期性流感样症状和严重发烧。疾病的严重病例伴有组织损伤并导致可能致命的器官衰竭。Max Planck感染生物研究所的研究人员在柏林发现了这些并发症背后可能的机制。疟疾寄生虫触发了血液中的免疫反应,用于局部防御。如果免疫反应升级并全身行动,它会损害患者自己的组织。这涉及血液中血细胞类型的白细胞类型:中性粒细胞。
中性粒细胞是最丰富的白细胞。中性粒细胞识别并消灭入侵我们身体的有害微生物。早在2004年,马克斯·普朗克感染生物学研究所(Max Planck Institute for Infection Biology)的阿图罗·齐斯林基(Arturo Zychlinsky)领导的一个研究小组发现了中性粒细胞的一种特殊防御机制。中性粒细胞对病原体接触的反应是自杀;它们会分解自己的细胞膜和核膜,释放出类似网络的DNA结构,称为中性粒细胞胞外陷阱(NETs)。蚊帐可以捕获和杀死微生物,但它们不仅对入侵者有危险。蚊帐也会攻击人体自身的组织。因此,重要的是,中性粒细胞只能在有限的时间内局部激活。
由Arturo Zychlinsky和Borko Amulic领导的研究小组的研究人员表示,蚊帐可能导致疟疾患者的器官损伤。这些发现扩大了我们对肝肾衰竭、肺水肿和脑肿胀等典型疟疾并发症的理解,这些并发症可能导致患者死亡。每年大约有50万人死于疟疾。
无网肝损伤
为了确定蚊帐在疟疾中的作用,研究人员在小鼠实验中使用了啮齿动物疟疾寄生虫的一种特殊变体。这种变异会导致肝脏损伤,因此类似于人类的严重疟疾。研究人员首先在受感染小鼠的血液中观察到非常高浓度的中性粒细胞和NETs。为了找出NETs和肝脏损伤之间是否有联系,他们感染了一组不能再形成NETs的基因改变小鼠。这使得研究团队能够检查net对疾病进展的影响。结果是明确的——尽管寄生虫负担相同,没有NETs的小鼠没有发生肝损伤。
“我们能够证明血液中的高浓度净促使感染的红细胞与血管壁附着以及中性粒细胞的募集 - 这两者都是感染动物器官损伤的重要原因,”首先解释现在发布的研究的作者,Lorenz Knackstedt。累积的血细胞堵塞了器官中的细血管。缺乏氧气和被破坏的血管出血可能导致受影响器官的总失效。
为了表明,在疟疾患者中相关的小鼠模型中的发现,科学家们研究了加蓬和莫桑比克的血液样本。这里出现的清晰图片;在严重疟疾的情况下,血液中蚊帐的数量增加。“我们的小鼠实验的发现和对患者样品的分析将有助于我们了解具有类似严重症状的疟疾和疾病,”Thends Knackstedt。所描述的炎症反应也存在于Sepsis和Systemic Lupus红斑狼疮等系统性疾病中。
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