研究人员开发了一种高科技方法来清除体内的感染,甚至包括由未知病原体引起的感染。研究人员在9月14日的《自然医学》上报告称,一种受脾脏启发而设计的设备可以快速清除血液中从大肠杆菌到埃博拉等所有病原体。
血液感染可能非常难以治疗,并可能导致脓毒症,这是一种通常致命的免疫反应。在超过 50% 的情况下,医生无法诊断出引发脓毒症的感染原因,因此他们求助于针对多种细菌的抗生素。这种方法并非总是有效,并可能导致细菌产生抗生素耐药性。
为了寻找清除任何感染的方法,由马萨诸塞州波士顿市怀斯生物启发工程研究所的生物工程师唐纳德·英格伯领导的团队开发了一种人工“生物脾脏”来过滤血液。
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该设备使用了一种改良型甘露糖结合凝集素 (MBL),这是一种在人体中发现的蛋白质,它可以与 90 多种不同细菌、病毒和真菌表面的糖分子结合,也可以与死细菌释放的毒素结合,这些毒素会引发脓毒症中的免疫过度反应。
研究人员用 MBL 包裹了磁性纳米珠。当血液进入生物脾脏设备时,会经过配备 MBL 的纳米珠,这些纳米珠会与大多数病原体结合。然后,生物脾脏设备上的磁铁将珠子及其猎物从血液中拉出,然后可以将血液导回患者体内。
脾脏筛查
为了测试该设备,英格伯和他的团队用大肠杆菌或金黄色葡萄球菌感染了大鼠,并通过生物脾脏过滤了其中一些动物的血液。感染后五小时,血液经过滤的大鼠中仍有 89% 存活,而感染但未治疗的大鼠中只有 14% 存活。研究人员发现,该设备已从大鼠血液中清除了 90% 以上的细菌。血液经过滤的大鼠的肺部和其他器官的炎症也较轻,这表明它们不太容易患上脓毒症。
然后,研究人员测试了生物脾脏是否可以处理普通成年人体内的血液量,约为 5 升。他们以每小时 1 升的速度将含有细菌和真菌混合物的人血通过生物脾脏,发现该设备在五小时内清除了大部分病原体。
英格伯说,这种程度的功效可能足以控制感染。他说,一旦生物脾脏清除了血液中的大部分病原体,抗生素和免疫系统就可以对抗剩余的感染痕迹,例如器官中的病原体。
英格伯说,生物脾脏还可以帮助治疗病毒性疾病,如 HIV 和埃博拉,在这些疾病中,生存取决于将血液中的病毒量降低到可忽略不计的水平。他的团队现在正在猪身上测试生物脾脏。
伦敦大学学院的感染和免疫专家奈杰尔·克莱因表示,生物脾脏还可以让诊断学家从血液中采集病原体样本,然后对其进行培养以进行鉴定,并确定哪种药物最适合治疗。由于输血和过滤已经是常见的做法,他预计生物脾脏可能会在几年内进入人体临床试验。
本文经许可转载,并于2014年9月14日首次发布。