《PNAS》人体组织中未知的病原体“庇护所”
沙门氏菌在抗生素治疗后在脾脏的白髓(红色)中存活。
资料来源:巴塞尔大学生物中心
抗生素治疗许多细菌感染。然而，一些患者会复发。巴塞尔大学的一个研究小组现在发现了为什么一些细菌可以在抗生素治疗后存活。研究小组发现了细菌在体内的隐藏位置，以及人体自身的免疫系统如何发挥重要作用。
结核病或伤寒等感染是由细菌引起的，通常可以用抗生素很好地治疗，至少在细菌没有耐药性的情况下。然而，完全根除细菌并不总是能够实现的。在一些患者中，一些细菌在抗生素治疗后存活，并可能导致疾病复发。很长一段时间以来，科学家们一直试图找出为什么抗生素不能杀死所有的细菌。
巴塞尔大学生物中心的Dirk Bumann教授的团队现在已经表明，这并不是像人们预期的那样，是由于休眠的，因此是不敏感的病原体造成的。相反，在组织的某些区域，引起伤寒的沙门氏菌可以存活下来，或多或少不受人体免疫防御系统的影响。研究人员在pNAS上发表了他们的研究结果。
切片检查组织
该研究的负责人Bumann说:“经过抗生素治疗后，只有大约100个细菌存活下来。在组织中追踪和研究这些少数沙门氏菌就像大海捞针。
为了完成这个西西弗斯式的任务，研究人员采用了所谓的串行双光子断层显微摄影，这种方法以前在神经生物学中用于检测大脑中最细的神经纤维。扫描仪对组织表面成像，然后切掉最上层。新表面再次扫描，然后进行下一次切割。这样，仪器就可以在整个组织中一片一片地工作。这为科学家提供了组织的详细三维视图，并揭示了少数幸存细菌的位置。
藏在警察署总部
在他们的研究中，研究人员对感染小鼠的脾脏进行了成像。大多数沙门氏菌生活在所谓的脾的红髓，这里是红细胞的回收站。“在这里，在抗生素治疗期间沙门氏菌几乎完全消除了”，该研究的三位第一作者之一Jiagui Li解释说。一些沙门氏菌也生活在另一个脾脏区域，即白髓，免疫反应通常在这里启动。然而，在这一地区，抗生素治疗相当无效。因此，白髓成为存活的沙门氏菌的主要家园。Bumann说:“具有讽刺意味的是，病原体恰恰藏在人体内应该被抓住的地方，应该激活对它们的有效防御。”
单靠抗生素是不够的
这些细菌是如何在这个令人惊讶的地方生存下来的?科学家们发现，单靠抗生素无法根除组织中的沙门氏菌，而是需要免疫系统的帮助来清除所有细菌。特别是能有效对抗细菌的白细胞中性粒细胞，是至关重要的。为了成功根除沙门氏菌，中性粒细胞必须与抗生素一起工作几天。然而，在白髓中只有少量的中性粒细胞，在治疗过程中它们的数量减少。随着宿主中性粒细胞的支持逐渐减弱，单靠抗生素无法根除本地沙门氏菌。
为了克服这一问题，研究小组试图通过同时应用免疫疗法来提高人体的防御能力。Bumann解释说:“这种方法可以帮助刺激免疫系统，并在更长的时间内维持高密度的中性粒细胞。”
事实上，这种辅助治疗可能会导致更有效的清除细菌，开辟新的途径，以防止复发。
proceedings of the National Academy of Sciences
DOI10.1073/pnas.2113951118
