当病毒和细菌联合起来!

疾病往往有聚集的趋势。一次流感发作可能引发细菌性肺部感染;在美国,几乎一半的细菌性败血症病例发生在病毒性肺部感染之后。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


疾病往往有聚集的趋势。一次流感发作可能引发细菌性肺部感染;在美国,几乎一半的细菌性败血症病例发生在病毒性肺部感染之后。这在平时已经是一个问题,因为它意味着患者需要在医院待更长时间,但在病毒大流行时期,它变得极其致命。

对此,一个显而易见的原因可以很容易地推断出来。病毒性肺部感染会导致皮肤发红的区域,至少在鼻子周围是这样!任何皮肤外层受损的地方都将成为细菌容易入侵的部位。而且口腔、喉咙和鼻腔区域几乎到处都是细菌,它们几乎不需要任何借口就可以侵入。

病毒和细菌感染之间联系的免疫学原理稍微难以确定。免疫系统是一个高度复杂的反应网络,但对于细菌和病毒来说,它首先识别微生物中常见的蛋白质和糖蛋白。


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常见的细菌细胞壁颗粒被一组称为NOD样受体的受体识别,对于本文而言,最重要的两个受体称为Nod1和Nod2。Nod1受体往往更特异于革兰氏阴性菌,而Nod2可以识别革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。一旦它们识别出细菌糖蛋白,这些受体就会激活先天免疫反应,从而募集专门吞噬外来颗粒的白细胞(巨噬细胞),并导致受影响区域周围发炎。

尽管这种免疫反应对于清除感染非常重要,但过度激活先天免疫系统可能导致严重的问题,包括感染性休克和多器官功能衰竭。可能是病毒和细菌感染的综合作用使先天免疫反应过载。但研究人员(参考文献2)发现了一种更具体的联系。病毒感染特别增强了Nod1和Nod2对继发性细菌感染的反应,导致致命的免疫反应。

这是如何运作的?研究人员的论点是,病毒感染产生某些免疫系统化学物质,这些物质有助于使Nod1和Nod2过敏。从生物化学角度来看,这可以通过将这些化学物质添加到细胞系统中并观察Nod1和Nod2反应的增加来证明。在更大的层面上,感染了细菌感染的小鼠(在病毒感染之后——你确实为本文中的小鼠感到难过!)实际上在它们的 Nod 蛋白都被敲除时存活得更好。

这为什么是身体内的进化优势尚不清楚。可以认为,当你的身体遭受病毒感染时,让细胞对任何其他入侵的传染性物种过敏是一个明智的主意。毕竟,有很多病毒和细菌感染后没有死亡的病例,在这种情况下,额外的免疫力可能会有所帮助。病毒用于增强 Nod 反应的某些化学物质也在某些类型的细菌侵入身体时产生,因此该系统也可能充当正反馈回路,以帮助清除细菌感染。

无论原因是什么,尽可能多地了解病毒和细菌感染之间的相互作用总是好的。疾病不会在真空中发生,有时是两种感染之间的相互作用,而不是它们各自的影响,才会产生最危险的结果。

参考文献 1 = Beadling, C., & Slifka, M. (2004). 病毒感染如何使患者易患细菌感染?Current Opinion in Infectious Diseases, 17 (3), 185-191 DOI: 10.1097/00001432-200406000-00003
参考文献 2 = Kim YG, Park JH, Reimer T, Baker DP, Kawai T, Kumar H, Akira S, Wobus C, & N??ez G (2011). 病毒感染增强 nod1/2 信号传导,从而增强与继发性细菌感染相关的致死率。Cell host & microbe, 9 (6), 496-507 PMID: 21669398
参考文献 3 = Brundage, J. (2006). 流感与细菌性呼吸道病原体之间的相互作用:对大流行病防备的影响。The Lancet Infectious Diseases, 6 (5), 303-312 DOI: 10.1016/S1473-3099(06)70466-2

About S.E. Gould

A biochemist with a love of microbiology, the Lab Rat enjoys exploring, reading about and writing about bacteria. Having finally managed to tear herself away from university, she now works for a small company in Cambridge where she turns data into manageable words and awesome graphs.

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