慢性疾病只发生在中低收入国家,这促使人们在分子水平上了解它

慢性疾病只发生在中低收入国家,这促使人们在分子水平上了解它
中度(左)和重度(右)环境性肠病患者的小肠。资料来源:C. Kummerlowe等。科学转化医学(2022)

一项对慢性肠道疾病患者的研究帮助人们揭开了一种令人困惑的疾病的神秘面纱,但并不能完全解决这种疾病,这种疾病在中低收入国家普遍存在,但在世界上较富裕的地区却很少出现。

这种情况被称为环境性肠病。虽然这种病比较常见,但它仍然是一种顽固的神秘疾病,目前尚无治愈方法。这种肠道疾病的特征是炎症,但没有明显的腹泻,主要发生在长时间暴露于和卫生。

从病理上讲,这种疾病对小肠绒毛的影响最大,它是一种手指状的突出物,与营养物质的吸收密切相关。这些患者的绒毛不是通常的结构,而是钝化和发炎。这种疾病影响着全球数以百万计的儿童和成人,并且是一系列额外的使人衰弱的副作用的风险因素。科学家将这种情况归因于反复接触感染肠道的细菌。

“环境肠病是小肠的一种亚临床疾病,在低收入和低收入人群中非常普遍计算生物学家康纳·库默洛(Conner Kummerlowe)和麻省理工学院的一大团队同事写道。

报告在科学转化医学, Kummerlowe指出,环境性肠病是造成大量副作用的原因。“它被认为是儿童营养不良、生长迟缓和口服疫苗反应减弱的一个关键因素。”

然而,基于实施环境卫生和个人卫生措施的干预措施迄今未能预防环境性肠病。更令人困惑的是,由于对这种疾病的核心机制了解不足,开发治疗方法的努力停滞不前。

Kummerlowe和他的同事们并不畏惧缺乏关于环境肠病的深层数据目录,他们决定从分子和分子层面研究这种疾病-从最基本的根源了解这种情况。这种追求可能有助于人们关注大量被忽视的疾病,并激发一系列新的研究来更好地了解它们。与环境性肠病(一种慢性非腹泻性疾病)不同,许多其他被忽视的疾病会引起危及生命的急性腹泻。就像环境性肠病一样,所有这些疾病都与恶劣的卫生条件和个人卫生状况密切相关。

从宏观上看,在世界许多地方,清洁水供应不足、缺乏厕所、卫生状况不佳以及缺乏公共卫生措施,共同形成了影响数千万人的持续感染链。

露天排便、被污染的水和缺乏简单的洗手是由细菌、变形虫和寄生虫引起的腹泻的潜在原因。全球卫生专家说,这些微生物的传播通常是通过粪便-口腔途径。

二十多年来,联合国一直在推动WASH项目——水、环境卫生和个人卫生的首字母缩写——作为该机构改善环境健康和根除通常通过简单措施可以预防的疾病的努力的一部分。

据估计,全球仍有10亿人在露天排便。更令人震惊的是,全球有数千万人(约7.5亿人)缺乏日常清洁安全的饮用水供应。根据联合国的数据,近年来,估计每天有2300人死于腹泻,其中大多数是儿童。考虑到有害环境暴露的程度,慢性疾病——环境肠病——将成为一个日益严重的全球健康问题,这并非偶然。

在他们的科学转化医学报告中,Kummerlowe和麻省理工学院的团队研究了环境性肠病的细胞和分子特征,并对来自赞比亚卢萨卡的11人进行了RNA测序,这些人都被诊断为环境性肠病。

科学家们还对来自美国和南非的成年对照的RNA进行了测序。他们的目的是比较这三组人的样本,并确定毁灭性环境条件引起的疾病的生物学影响。

“单细胞RNA测序已被证明是理解许多疾病的病理生理学的强大工具,”Kummerlowe断言,他转向RNA测序技术,知道它可以揭示环境肠病患者小肠上皮重塑的分子特征。

“我们通过对赞比亚卢萨卡11名成人环境肠病患者的33份小肠活检进行高通量单细胞rna测序,绘制了环境肠病的细胞和分子相关图谱,其中8例hiv阴性,3例hiv阳性;美国波士顿6名无环境性肠病的成人;以及南非德班的两名成年人,”Kummerlowe指出。

在赞比亚患者中,该研究的测试显示上皮细胞受损和绒毛受损。大量的手指状结构排列在小肠内壁内。它们在肠道中的作用是吸收消化后的食物。每根绒毛表面都有一个血管网络,营养物质就在那里被吸收。

Kummerlowe和他的团队能够将典型的环境性肠病特征,特别是发育不良的肠绒毛,与整个小肠表面粘膜细胞异常丰富和损伤联系起来。

此外,研究显示,患有环境性肠病的个体在两个关键信号通路上存在中断。WNT和MAPK通路都存在缺陷,并且存在涉及组织驻留记忆T细胞子集的过度炎症活动。

缩写WNT是由术语Wingless和Int-1衍生而来的合成词。在健康细胞中,WNT信号通路既可以使用附近的细胞间信号,也可以使用单个细胞内的信号。WNT信号通路的损伤会导致严重的疾病,如乳腺癌、前列腺癌和脑瘤。通路中断也与2型糖尿病有关。

MAPK代表丝裂原活化蛋白激酶。有丝分裂原是一种小的生物活性蛋白质或肽,它能触发细胞开始细胞分裂。该通路被称为MAP激酶或MAPK信号通路,参与指导细胞对各种刺激的反应,如有丝分裂原、渗透应激、热休克和促炎细胞因子。

Kummerlowe和麻省理工学院的研究小组得出结论,针对这些途径的治疗可能为诊断为环境性肠病的人提供一种医疗干预方法。

“通过比较十二指肠环境肠病样本与来自三个对照队列的样本,我们发现环境肠病上皮中WNT和MAPK信号失调,并且在环境肠病队列中高度表达组织储存记忆细胞转录标记的T细胞亚群中,促炎细胞因子基因表达增加。”Kummerlowe补充说,“我们的工作阐明了环境肠病的上皮和免疫相关性,并提出了干预的细胞和分子靶点。”

更多信息:Conner Kummerlowe等人,环境肠病的单细胞分析揭示了上皮重构和免疫激活的特征,科学转化医学(2022)。DOI: 10.1126 / scitranslmed.abi8633
期刊信息: 科学转化医学

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引用:仅在中低收入国家发生的慢性疾病促使研究人员在分子水平上了解它(2022,11月22日),检索于2022年11月24日从//www.puressens.com/news/2022-11-chronic-disorder-middle-income-countries.html
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