《PNAS》肺部隱藏的抗流感大軍

來源：作者：人氣：-發表時間：2024-02-22 10:57:00【大中小】

摘要：研究人員發現，肺周圍的囊含有巨噬細胞，巨噬細胞通過進入肺部來對抗流感感染。

長期以來，科學家們一直認為肺周圍充滿液體的囊僅僅是防止外部損傷的緩沖。事實證明，在流感感染期間，它還容納了強大的病毒吞噬細胞，這些細胞會迅速進入肺部。

不要與噬菌體混淆，噬菌體是感染細菌的病毒，這些細胞是巨噬細胞，是體內產生的免疫細胞。

“巨噬細胞這個名字的意思是‘大食客’。它們吞噬細菌、病毒、癌細胞和垂死的細胞。真的，任何看起來外來的東西，他們都會把它撿起來并摧毀它，”加州大學河濱分校病毒學家Juliet Morrison說，她是發現小組的負責人。“我們很驚訝地發現它們在肺部，因為以前沒有人看到過，這些細胞在感染時進入肺部。”

發表在《PNAS》上的一篇論文詳細介紹了在流感感染期間，巨噬細胞如何離開外腔進入肺部，在那里它們減少炎癥和降低疾病水平。

圖1 胸膜巨噬細胞在感染時轉移到肺部，促進流感的改善

“這項研究表明，不僅肺部發生的事情很重要，肺外的情況也很重要。正常情況下與肺部無關的細胞類型會對肺部疾病和健康產生巨大影響，”Morrison說。

胸膜腔的作用

人體內有三個主要的腔:一個在心臟周圍，一個在腹腔，一個在肺周圍的胸膜腔。“因為它含有液體，可以防止肺部衰竭。然而，人們并沒有想到胸膜腔本身就是一個完整的器官。這項研究可能會改變這種看法。”

最初，研究人員著手了解流感感染期間肺部存在哪些類型的細胞這一更普遍的問題。他們從對死于流感或存活下來的小鼠的研究中獲取了與肺部相關的基因的現有數據。然后，他們使用一種算法來挖掘數據，以預測感染期間肺部細胞類型的變化。

“我們收集了大數據，并將其分解，以確定哪些潛在的免疫細胞存在于肺組織中。這就是我得到暗示的地方，也許我們在肺部有一個以前未知的外部細胞來源，”Morrison說。

圖2 通過炎癥、代謝、細胞周期和組織修復基因表達的宿主反應差異來區分流感疾病

方法及影響

接下來，使用基于激光的技術，研究小組跟蹤巨噬細胞進入小鼠肺部，并觀察如果他們將這些細胞從方程式中移除會發生什么。Morrison說:“當你把它們從鼠身上拿出來時，你會看到更多的疾病和更多的肺部炎癥。”

Morrison說，她希望這項研究能鼓勵其他科學家重新評估以前研究的數據集。她說:“我們的方法是獲取已有的信息，并將其用于新的用途，我們能夠看到一些新的東西。”

下一步，研究小組希望確定哪些蛋白質“告訴”巨噬細胞進入肺部。一旦蛋白質信號被識別出來，就有可能制造出增加巨噬細胞數量或其活性的藥物。

增強人體對感染的防御能力的策略，而不是開發另一種抗病毒藥物，可以為人們提供一種更有效、更持久的流感治療方法。Morrison之所以對宿主療法感興趣，是因為抗生素和抗病毒藥物的耐藥性是一個日益嚴重的問題。

當像細菌和真菌這樣的細菌發展出一種能力來擊敗設計用來殺死它們的藥物時，這個問題就出現了。藥物的濫用和過度使用加速了這一問題。根據美國疾病控制與預防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的數據，美國每年發生超過280萬例耐藥感染，超過3.5萬人因此死亡。

“如果我們能提高我們體內解決感染的能力，我們可能會有更好的機會。我們不太可能遇到阻力。免疫系統是如此復雜，但從長遠來看，我們最好的選擇是利用我們現有的藥物，而不是追逐那些繼續逃避我們治療的病毒，”Morrison說。

參考資料

[1] “Pleural macrophages translocate to the lung during infection to promote improved influenza outcomes” by James P. Stumpff, Sang Yong Kim, Matthew I. McFadden, Andrew Nishida, Roksana Shirazi, Yael Steuerman, Irit Gat-Viks, Adriana Forero, Meera G. Nair and Juliet Morrison, 15 December 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences.