摘要：研究人員稱，結核病細菌依賴于一個基因家族。
研究人員來自威爾·康奈爾醫學院和麻省理工學院，他們發現結核桿菌依賴于一組基因，這些基因幫助它們在咳嗽、打噴嚏或說話時從一個人的肺部傳播到另一個人的肺部。這項研究為結核病治療提供了新的靶點，有望同時治療感染并阻止細菌傳播。
迄今為止，人們對這種傳播過程知之甚少——當攜帶細菌的飛沫被噴入空氣中時，它們必須承受溫度、氧氣水平、濕度和化學成分的變化。3月7日發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究首次揭示，結核桿菌并非被動地承受這些轉變，而是會激活數百個基因以適應和生存。
圖1 結核分枝桿菌候選傳播存活基因組許多被識別的基因此前被認為并不重要，因為它們在人感染時似乎并不影響疾病進程。然而，這項新研究表明，這些基因對于成功的人際傳播至關重要。
“如果有一種藥物能夠針對這些基因，它不僅可以有效治療個體，甚至在該人治愈之前，就能阻止感染傳播給他人。”共同通訊作者、威爾·康奈爾醫學院微生物學和免疫學系主任、R.A. Rees Pritchett微生物學教授卡爾·納森博士說。
到目前為止，結核病的研究大多集中在它的病理生理學——細菌感染宿主的機制，以及診斷和治療疾病的方法上。“我們在空氣傳播方面存在一個盲點，即病原體在空氣中循環時如何承受這些突然的變化。”共同通訊作者、麻省理工學院流體動力學疾病傳播實驗室主任、流體與健康網絡成員、土木與環境工程系和機械工程系以及醫學工程與科學研究所教授莉迪亞·布羅伊巴博士說，“現在我們通過這些基因，了解了結核病用來保護自己的工具。”
為了更準確地了解細菌傳播，納森博士——結核病和細菌生命周期中依賴基因領域的領導者——與布羅伊巴博士——液滴傳播顆粒和病原體生物物理學方面的專家——攜手合作。
揭示生存機制
結核分枝桿菌會導致一種呼吸道疾病，每年在全球導致超過百萬人死亡。這種細菌極具傳染性，通過感染者的微小飛沫傳播到空氣中，附近的人吸入這些飛沫后就會感染。
以往對結核病的大部分實驗研究都是基于在實驗室溶液中培養的細菌。但研究團隊發現，這種液體的化學成分與結核病患者實際排出的微小飛沫非常不同。他們還排除了痰液——患者常用于診斷測試的黏性液體，因為它太黏稠，無法分解成可吸入的飛沫。
研究人員根據對感染肺組織的分析，開發出一種更接近實際的液體。它在成分、黏度、表面張力和飛沫大小上與患者呼出的空氣中的飛沫相似。
圖2 流體和大氣模擬傳輸的三個階段
接下來，他們用這種液體將不同混合物以微小的單個飛沫形式沉積到平板上，并詳細測量它們的蒸發情況。為了模擬飛沫在飛行中的情況，平板被放入一個極度干燥的室內以加速蒸發。每個飛沫都包含一種特定基因被敲低的細菌菌株，以觀察哪些基因影響細菌在飛沫蒸發過程中的存活。
在測試的4000個基因中，他們發現有一組幾百個基因似乎只有在結核桿菌面臨空氣傳播條件時才變得重要。這些基因幫助它們適應這種真實的液體、從肺部深處進入空氣的大氣變化以及蒸發帶來的壓力。
基因揭示損傷控制線索
研究人員發現，許多細菌依賴于生存的基因都涉及修復氧化蛋白的損傷，例如暴露在空氣中的蛋白，或者銷毀無法修復的受損蛋白。另一組基因則幫助細菌抵抗在微小飛沫中的脫水。
“我們發現了一份非常長的候選名單。”納森博士說，“有數百個基因，其中一些比其他基因更明顯地涉及幫助結核病在其傳播階段存活。”
研究人員指出，這些實驗并不是細菌空氣傳播的完整模型。展望未來，研究人員已經設計并開始了實驗，允許他們在飛沫飛行中研究蒸發。這個更準確的平臺將有助于確認新發現的基因是否在結核桿菌的傳播過程中起到保護作用，這可能為阻斷這些防御機制的治療方法鋪平道路。
“等待識別出患有結核病的人，然后治療并治愈他們，這是一種非常低效的阻止大流行的方法。”納森博士說，“大多數呼出結核桿菌的人還沒有得到診斷。因此，我們必須阻斷其傳播。如果你對這個過程一無所知，你該如何做到這一點？現在我們有一些想法了。”
參考資料
[1] Candidate transmission survival genome of Mycobacterium tuberculosis
摘要：研究人員稱，結核病細菌依賴于一個基因家族。
研究人員來自威爾·康奈爾醫學院和麻省理工學院，他們發現結核桿菌依賴于一組基因，這些基因幫助它們在咳嗽、打噴嚏或說話時從一個人的肺部傳播到另一個人的肺部。這項研究為結核病治療提供了新的靶點，有望同時治療感染并阻止細菌傳播。
迄今為止，人們對這種傳播過程知之甚少——當攜帶細菌的飛沫被噴入空氣中時，它們必須承受溫度、氧氣水平、濕度和化學成分的變化。3月7日發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究首次揭示，結核桿菌并非被動地承受這些轉變，而是會激活數百個基因以適應和生存。
圖1 結核分枝桿菌候選傳播存活基因組許多被識別的基因此前被認為并不重要，因為它們在人感染時似乎并不影響疾病進程。然而，這項新研究表明，這些基因對于成功的人際傳播至關重要。
“如果有一種藥物能夠針對這些基因，它不僅可以有效治療個體，甚至在該人治愈之前，就能阻止感染傳播給他人。”共同通訊作者、威爾·康奈爾醫學院微生物學和免疫學系主任、R.A. Rees Pritchett微生物學教授卡爾·納森博士說。
到目前為止，結核病的研究大多集中在它的病理生理學——細菌感染宿主的機制，以及診斷和治療疾病的方法上。“我們在空氣傳播方面存在一個盲點，即病原體在空氣中循環時如何承受這些突然的變化。”共同通訊作者、麻省理工學院流體動力學疾病傳播實驗室主任、流體與健康網絡成員、土木與環境工程系和機械工程系以及醫學工程與科學研究所教授莉迪亞·布羅伊巴博士說，“現在我們通過這些基因，了解了結核病用來保護自己的工具。”
為了更準確地了解細菌傳播，納森博士——結核病和細菌生命周期中依賴基因領域的領導者——與布羅伊巴博士——液滴傳播顆粒和病原體生物物理學方面的專家——攜手合作。
揭示生存機制
結核分枝桿菌會導致一種呼吸道疾病，每年在全球導致超過百萬人死亡。這種細菌極具傳染性，通過感染者的微小飛沫傳播到空氣中，附近的人吸入這些飛沫后就會感染。
以往對結核病的大部分實驗研究都是基于在實驗室溶液中培養的細菌。但研究團隊發現，這種液體的化學成分與結核病患者實際排出的微小飛沫非常不同。他們還排除了痰液——患者常用于診斷測試的黏性液體，因為它太黏稠，無法分解成可吸入的飛沫。
研究人員根據對感染肺組織的分析，開發出一種更接近實際的液體。它在成分、黏度、表面張力和飛沫大小上與患者呼出的空氣中的飛沫相似。
圖2 流體和大氣模擬傳輸的三個階段
接下來，他們用這種液體將不同混合物以微小的單個飛沫形式沉積到平板上，并詳細測量它們的蒸發情況。為了模擬飛沫在飛行中的情況，平板被放入一個極度干燥的室內以加速蒸發。每個飛沫都包含一種特定基因被敲低的細菌菌株，以觀察哪些基因影響細菌在飛沫蒸發過程中的存活。
在測試的4000個基因中，他們發現有一組幾百個基因似乎只有在結核桿菌面臨空氣傳播條件時才變得重要。這些基因幫助它們適應這種真實的液體、從肺部深處進入空氣的大氣變化以及蒸發帶來的壓力。
基因揭示損傷控制線索
研究人員發現，許多細菌依賴于生存的基因都涉及修復氧化蛋白的損傷，例如暴露在空氣中的蛋白，或者銷毀無法修復的受損蛋白。另一組基因則幫助細菌抵抗在微小飛沫中的脫水。
“我們發現了一份非常長的候選名單。”納森博士說，“有數百個基因，其中一些比其他基因更明顯地涉及幫助結核病在其傳播階段存活。”
研究人員指出，這些實驗并不是細菌空氣傳播的完整模型。展望未來，研究人員已經設計并開始了實驗，允許他們在飛沫飛行中研究蒸發。這個更準確的平臺將有助于確認新發現的基因是否在結核桿菌的傳播過程中起到保護作用，這可能為阻斷這些防御機制的治療方法鋪平道路。
“等待識別出患有結核病的人，然后治療并治愈他們，這是一種非常低效的阻止大流行的方法。”納森博士說，“大多數呼出結核桿菌的人還沒有得到診斷。因此，我們必須阻斷其傳播。如果你對這個過程一無所知，你該如何做到這一點？現在我們有一些想法了。”
參考資料
[1] Candidate transmission survival genome of Mycobacterium tuberculosis
