•艱難梭菌感染是一個(gè)全球性的公共健康問(wèn)題，它已于2013年被美國(guó)疾病與預(yù)防控制中心列入最高緊急威脅級(jí)別的耐藥菌首位。
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•“我們的研究主要有兩個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)，一是從尋找艱難梭菌感染的宿主因子出發(fā)，二是使用自創(chuàng)的高效、經(jīng)濟(jì)的RNAi基因篩查方法。”
艱難梭菌（Clostridium difficile）是一種抗生素耐藥菌，在使用抗生素，尤其是過(guò)量使用抗生素時(shí)，很容易出現(xiàn)艱難梭菌感染（CDI）。通常，艱難梭菌通過(guò)口腔進(jìn)入人體內(nèi)并保持休眠狀態(tài)，直到在大腸中感染并釋放毒素，破壞組織。這些毒素會(huì)殺死細(xì)胞，從而導(dǎo)致腹瀉、腹痛、發(fā)燒，在極端情況下會(huì)致命。
近日，美國(guó)微生物學(xué)會(huì)期刊《mBio》發(fā)布昆山杜克大學(xué)（Duke Kunshan University）全球健康研究中心、新彤生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室黃林峰副教授等人的研究成果。該研究揭示了艱難梭菌感染造成的組織損傷的關(guān)鍵基因片段，阻斷特定的基因功能，有可能用于治療艱難梭菌的感染。
據(jù)“昆山杜克全球健康”公眾號(hào)報(bào)道，論文的主持者黃林峰表示，艱難梭菌感染是一個(gè)全球性的公共健康問(wèn)題，它已于2013年被美國(guó)疾病與預(yù)防控制中心列入最高緊急威脅級(jí)別的耐藥菌首位。在中國(guó)，艱難梭菌感染的影響也非常廣泛，但是對(duì)它的研究還不充分。
該項(xiàng)研究的成員之一、昆山杜克大學(xué)自然與應(yīng)用科學(xué)部生物實(shí)驗(yàn)室講師李迎雪博士對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行介紹：“我們開(kāi)創(chuàng)了一種新型基因篩查法，利用細(xì)菌細(xì)胞制造了數(shù)千個(gè)精確基因靶向的RNA分子，即小干擾RNA(siRNA)。然后我們使用高通量方法去測(cè)試這些siRNA，并使用生化檢測(cè)和顯微鏡觀察的方式，去了解在艱難梭菌毒素誘導(dǎo)下siRNA在細(xì)胞死亡中所發(fā)揮的作用。最后，我們初步篩選出最有可能的候選基因，再通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)室技術(shù)驗(yàn)證它們是否在艱難梭菌毒素誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷中產(chǎn)生了效果。”
研究發(fā)現(xiàn)，在艱難梭菌導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡中，有幾個(gè)新的基因發(fā)揮了重要作用。主持這項(xiàng)研究的黃林峰解釋：“通過(guò)阻斷這部分的基因功能可減輕艱難梭菌毒素所造成的細(xì)胞死亡，而這個(gè)方法可以用于感染后的相關(guān)治療。中藥化合物甘草甜素（Glycyrrhizin）能夠阻斷其中一個(gè)候選基因HMGB1的功能。在我們培養(yǎng)的細(xì)胞和動(dòng)物模型中進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明，其對(duì)艱難梭菌毒素引起的細(xì)胞和組織損傷具有強(qiáng)大的保護(hù)作用。”
11月8日，澎湃科技連線黃林峰，解讀該項(xiàng)成果。
抗生素治療“兩難”
黃林峰表示，艱難梭菌感染很難治。一般感染艱難梭菌的人都是需要使用抗生素的患者，或是住院很久的老年人，他們體質(zhì)本就虛弱，感染艱難梭菌后會(huì)對(duì)腸道造成非常大的損傷，嚴(yán)重的情況需要手術(shù)干預(yù)。
由于艱難梭菌的抗生素耐藥性，在人體內(nèi)幾乎所有的正常細(xì)菌都被抗生素殺死后，艱難梭菌會(huì)留下來(lái)，大量繁殖，產(chǎn)生大量毒素。傳統(tǒng)治療艱難梭菌感染的方法是使用更強(qiáng)的抗生素，包括萬(wàn)古霉素（vancomycin）、非達(dá)霉素（fidaxomicin）和甲硝唑（metronidazole），但是治療后常有復(fù)發(fā)。
據(jù)黃林峰介紹，在艱難梭菌感染療法的研究上，近期主要有兩個(gè)新進(jìn)展。一是針對(duì)艱難梭菌毒素的抗體，目前美國(guó)默沙東的抗體藥Zinplava（bezlotoxumab）已經(jīng)被用于艱難梭菌的治療，但是抗體藥物價(jià)格昂貴，而且必須和抗生素聯(lián)用。
另一種方法是腸道菌群移植，即把非常健康的人糞便中的菌群提取富集，通過(guò)食道或灌腸的方法移植到患者體內(nèi)，讓患者有機(jī)會(huì)借此重建自己身體的正常菌群，和艱難梭菌抗?fàn)?。但是找到真正健康無(wú)害的菌群并不容易，需要篩選供體，重建菌群的過(guò)程也很復(fù)雜，且移植后并非每一個(gè)人都能受益。
黃林峰向澎湃科技表示，“我們的研究主要有兩個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)，一是從尋找艱難梭菌感染的宿主因子出發(fā)，二是使用自創(chuàng)的高效、經(jīng)濟(jì)的RNAi基因篩查方法。”
艱難梭菌主要通過(guò)毒素A、毒素B和二元毒素（binary toxin）三個(gè)毒素來(lái)產(chǎn)生作用，其中導(dǎo)致細(xì)胞損傷的主要毒素是毒素B。因此，他們希望在細(xì)胞模型上找到毒素B導(dǎo)致細(xì)胞死亡的關(guān)鍵基因，進(jìn)而尋找針對(duì)性的治療方法。
首創(chuàng)高效、經(jīng)濟(jì)的生物工程RNA生產(chǎn)方法
在實(shí)驗(yàn)中，黃林峰團(tuán)隊(duì)使用一種自創(chuàng)的新型基因篩選方法，即用生物工程的方法來(lái)生產(chǎn)siRNA（小干擾RNA）分子。該方法的好處在于可以降低成本，簡(jiǎn)單、便宜地生產(chǎn)高效的小干擾RNA。
黃林峰介紹，小干擾RNA可以通過(guò)RNAi通路精準(zhǔn)地調(diào)控靶基因的表達(dá)，從而有效抑制導(dǎo)致疾病的關(guān)鍵基因。
“一般做RNAi基因篩查會(huì)使用化學(xué)合成的小干擾RNA，需要向公司購(gòu)買(mǎi)化學(xué)合成的產(chǎn)品。如果要買(mǎi)幾萬(wàn)個(gè)不同基因序列的小干擾RNA做高通量的篩查，價(jià)格非常昂貴，一般只有大型醫(yī)藥企業(yè)和高級(jí)的研究機(jī)構(gòu)才有能力去做。我們創(chuàng)造的生物工程方法能讓細(xì)菌自己合成小干擾RNA分子，因此可以做到以低廉的成本來(lái)生產(chǎn)小干擾RNA分子庫(kù)。”黃林峰說(shuō)。他還表示，他們的小干擾RNA分子庫(kù)可以針對(duì)特定細(xì)胞和研究體系進(jìn)行個(gè)性化的生產(chǎn)，因此更加精準(zhǔn)和高效。
目前，黃林峰團(tuán)隊(duì)正使用該新型基因篩選方法研究其他疾病，希望能開(kāi)發(fā)出更多基因靶向精準(zhǔn)醫(yī)療的候選藥物。黃林峰告訴澎湃科技，RNAi藥物目前只能遞送到肝臟內(nèi)，因而用于治療肝臟相關(guān)的疾病最為合適，“研究與肝臟相關(guān)的疾病的RNAi藥物離臨床轉(zhuǎn)化更近。”他介紹，目前在研的RNAi療法主要是針對(duì)代謝、乙肝病毒等與肝臟表達(dá)的基因密切相關(guān)的疾病。黃林峰團(tuán)隊(duì)正在研究的主要方向是高血脂等代謝相關(guān)疾病。
