廣州醫科大學呼吸疾病國家重點實驗室建立流感病毒與細菌共感染模型,多學科交叉見成果

流感是由流感病毒感染個體引發,是影響人類健康的常見傳染病之一。據保守估計,1918年流感大流行就導致全球超過5000萬人死亡,而90%死亡原因是由於流感病毒誘發了細菌共感染,而並非病毒的直接作用。儘管1918年後相續引入了抗生素和流感疫苗,但病毒合併細菌感染導致的死亡仍是一個重要的問題。

流感是由流感病毒感染個體引發,是影響人類健康的常見傳染病之一。據保守估計,1918年流感大流行就導致全球超過5000萬人死亡,而90%死亡原因是由於流感病毒誘發了細菌共感染,而並非病毒的直接作用。同樣,在2009年甲型H1N1流感大流行期間,細菌共感染情况與H1N1導致的死亡率成正相關,18%-34% ICU患者合併細菌感染。肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌等是流感常見的合併感染菌。儘管1918年後相續引入了抗生素和流感疫苗,但病毒合併細菌感染導致的死亡仍是一個重要的問題。

實驗室楊子峰教授課題組致力於呼吸道病毒的診斷和防治研究,充分發揮基礎和臨床結合,利用病毒、藥理及臨床等多學科交叉,在流感病毒和細菌共感染研究方向不斷探索,並取得重要成果,特別是流感病毒和細菌共感染模型的建立,為後續機制和防治策略的研究奠定了基礎。

圖1從臨床-模型-藥物的共感染研究迴圈

在甲流H1N1重症臨床研究中,楊子峰教授課題組發現H1N1病毒感染可啟動趨藥性和細胞運動性相關基因,使機會致病菌更易在下呼吸道定植和合併感染[1]。後續禽流感H7N9研究中,通過開發轉錄組學分析新方法(MDTH,Molecular distance to health),確定與臨床密切相關的關鍵宿主反應和轉錄特徵;首次證實人重症H7N9的MDTH與下呼吸道病毒載量及細菌感染相關;進一步也發現CD177、MMP9、MGAM2等8個固有免疫調控基因與重症細菌共感染密切相關,證實了重症禽流感更易合併細菌感染觀點[2]

介於臨床樣本資源的有限和困難,為深入探討流感病毒合併細菌感染的發生發展機制及藥物篩選和治療評估等,根據流感常見的合併感染菌,楊子峰團隊先後建立了流感病毒繼發金黃色葡萄球菌(SA)[3],繼發耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)[4]和繼發流感嗜血杆菌(NTHi)[5]感染肺炎小鼠模型。與單因素病毒或細菌感染相比,這些合併感染模型在肺部炎症因數和病理損傷方面表現更為明顯,死亡率也顯著增加,具有發病機理同源性和行為表像一致性,同時也具有創建易行性和經濟可行性的特點。

圖2共感染模型建立及藥物幹預示意圖

應用共感染小鼠模型,楊子峰教授團隊進行了藥物干預藥效及相關機制的初步探索,發現流感病毒感染可促進黏附分子的表達,並與肺內細菌滴度具有正相關關係,提示黏附分子可能在流感病毒促發細菌感染中具有一定作用。應用中藥連花清瘟及六神丸分別對流感病毒和金黃色葡萄球菌共感染模型進行干預,發現其對共感染引起的嚴重肺炎具有保護作用,均可明顯改善肺病理損傷、降低肺部炎症因數表達,尤其六神丸還可延長共感染小鼠的生存時間;而其保護作用機制很可能通過抑制黏附分子的上調,從而抑制流感病毒感染後細菌的黏附實現的。後續在三種不同共感染動物模型的基礎上,將進一步探討共感染發生發展機制和藥物干預藥效評估,為臨床重症流感的防治策略和藥物選擇提供依據。

圖3六神丸抑制流感病毒繼發金黃色葡萄球菌感染

圖4蓮花清瘟抑制流感病毒繼發MRSA感染

整個流感病毒和細菌共感染研究工作由實驗室楊子峰教授組織開展,王新華教授及昆明醫科大學藥學院楊為民研究員提供了重要幫助,趙瑾博士、杜秋伶博士和吳曉碩士等研究生合作完成,3篇文章先後發表在J Ethnopharmacol和Microbes Infect雜誌。並得到了國家重點研發計畫(2017YFC1309302;2020YFA0708002),國家自然科學基金(81873065;82004033;82074311),澳門科技發展基金(125/2017/A3)等項目的資助。

參考文獻

[1] Leung RK,Zhou JW,Guan W,Li SK,Yang ZF,Tsui SK.Modulation of potential respiratory pathogens by pH1N1 viral infection.Clin Microbiol Infect.2013 Oct;19(10):930-5.doi: 10.1111/1469-0691.12054.Epub 2012 Nov 20.PMID: 23167452.

[2] Guan W,Yang Z,Wu NC,Lee HHY,Li Y,Jiang W,Shen L,Wu DC,Chen R,Zhong N,Wilson IA,Peiris M,Mok CKP.Clinical Correlations of Transcriptional Profile in Patients Infected With Avian Influenza H7N9 Virus.J Infect Dis.2018 Sep 8;218(8):1238-1248.doi: 10.1093/infdis/jiy317.PMID: 29846612;PMCID: PMC6129114.

[3] Zhao J,Huang X,Wang Y,Ma Q,Song J,Wu X,Zhou H,Weng Y,Yang Z,Wang X. Liu Shen Wan inhibits influenza virus-induced secondary Staphylococcus aureus infection in vivo and in vitro.J Ethnopharmacol.2021 Mar 22:114066.doi: 10.1016/j.jep.2021.114066.Epub ahead of print.PMID: 33766755.

[4] Du Q,Huang W,Zhao J,Zeng J,Zhang W,Huang X,Chen R,Jiang H,Xie Y,Wang Y,Zhong N,Wang X,Yang Z. Lianhuaqingwen capsule inhibits influenza-induced bacterial adhesion to respiratory epithelial cells through down-regulation of cell adhesion molecules.J Ethnopharmacol.2021 Apr 16:114128.doi: 10.1016/j.jep.2021.114128.Epub ahead of print.PMID: 33872750.

[5] Wu X,Li R,Weng Y,Zhou H,Jiang H,Zhao J,Liu B,Chen R,Chen X,Yang W,Yang Z,Wang X. Correlation of adhesion molecules and non-typeable haemophilus influenzae growth in a mice coinfected model of acute inflammation.Microbes Infect.2021 May 20:104839.doi: 10.1016/j.micinf.2021.104839.Epub ahead of print.PMID: 34023525.

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