在囊性纤维化中，铜绿假单胞菌是一种非常可怕的病原体。这种细菌容易在患有囊性纤维化的人的肺部繁殖，导致几乎不可能清除的慢性感染并且较终致命。与其他常见细菌相比，为什么铜绿假单细菌(P. aeruginosa)，更容易在囊性纤维化肺中大量繁殖?

图源：Bacteria/Getty Images.

日前，哥伦比亚大学(Columbia University)瓦格洛斯外科医生学院(Vagelos College of Physicians and Surgeons)的研究人员进行的一项新研究找到了答案。研究证实，铜绿假单细菌更偏爱琥珀酸盐丰富的环境。而囊性纤维化肺中富含琥珀酸。

“预防铜绿假单胞菌感染可以大大改善囊性纤维化患者的健康状况，” 该研究的主要作者，儿科系博士后研究员里克尔梅博士说。“我们有可能通过靶向细菌在肺部使用琥珀酸来控制感染。”

囊性纤维化患者肺部过量的琥珀酸盐为铜绿假单细菌提供了良好的生长环境。而这些过量的琥珀酸盐来自CFTR和PTEN这两种蛋白之间的相互作用。CFTR基因的突变通过阻止CFTR蛋白将离子输入和输出细胞而引起囊性纤维化。但这些突变也破坏了CFTR与PTEN的相互作用(哥伦比亚团队在2017年发现了这一发现)。

正是这种异常的PTEN-CFTR相互作用，导致肺细胞释放过量的琥珀酸。琥珀酸盐推动了小鼠肺部铜绿假单胞菌的生长，但对金黄色葡萄球菌(另一种主要病原体)则没有影响。

“适应琥珀酸的细菌可以将其新陈代谢转移到细胞外粘液的产生过程中，这使得从肺中清除这些微生物极其困难。”该研究的老牌作者、医学博士爱丽丝·普林斯(Alice Prince)、医学博士约翰·m·德里斯科尔(John M. Driscoll Jr.)和小儿科教授伊冯·德里斯科尔(Yvonne Driscoll)表示“这些细菌是囊性纤维化慢性感染的原因。”

琥珀酸喂养的细菌也会抑制免疫反应，进一步阻碍身体控制感染的能力。在组织培养中在小鼠和人体细胞中进行的新发现表明，即使CFTR的其他功能受损，也可以通过恢复PTEN和CFTR之间的相互作用来治疗铜绿假单胞菌感染。

用于囊性纤维化的新药，例如目前可获得的lumacaftor和ivacaftor组合，恢复CFTR-PTEN相互作用并可减少琥珀酸的产生。

限制琥珀酸的积累也可以减少细菌的生长和适应。里克尔梅说，琥珀酸盐主要由炎症反应期间的免疫细胞产生。“我们预测，通过控制气道中观察到的炎症，有望可以减少琥珀酸和铜绿假单胞菌的感染。”

囊性纤维化小百科

囊性纤维化是一种遗传性外分泌腺疾病，主要影响胃肠道和呼吸系统，通常具有慢性梗阻性肺部病变、胰腺外分泌功能不良和汗液电解质异常升高的特征。

囊性纤维化多发生在白种人身上。它是由于大量粘液阻塞全身外分泌腺，导致慢性阻塞性疾病和胰腺功能不全，囊性纤维化主要表现为慢性咳嗽、大量粘膜炎、长期慢性腹部、吸收不良综合症、生长迟缓等。

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