流感病毒感染会因炎症过度激活而导致肺损伤,从而对呼吸所需的细胞造成附带损害。这种损害可能会危及生命,但科学家们有一种新的预防性治疗方法。来自圣裘德儿童研究医院、休斯敦大学、塔夫茨大学医学院和福克斯蔡斯癌症中心的一个团队创造了一种可以预防流感引起的肺损伤的药物。在小鼠模型中,该药物在阻止失控的炎症和允许免疫系统阻止病毒之间实现了新的平衡。研究结果今天发表在《自然》杂志上。
“我们的药物显着提高了存活率并降低了流感病毒感染的症状,”圣裘德宿主微生物相互作用系的共同通讯作者保罗·托马斯博士说。 “它抑制了危险的炎症,甚至似乎改善了针对病毒的适应性反应。”
在一系列实验中,药物 UH15-38 可以预防致命的流感。结果表明,即使剂量较低,该药物也能保护小鼠模型免受与人类相似数量的流感的影响。此外,研究小组发现,高剂量的药物可以完全防止大量病毒的感染,这通常是致命的。即使模型在感染几天后接受剂量,也能得到保护,这对于流感治疗来说是一项艰巨的成就。
“这种药物还可以发挥我们以前从未见过的作用,”托马斯说。 “我们能够在初次感染后五天开始,并表明我们仍在提供一些好处。”
提供者必须在感染后的最初几天内服用现代抗病毒药物才能有效。这项研究表明,UH15-38 可能会满足目前未满足的需求,因为患有严重疾病的患者在去看医生时通常已经被感染了几天。这一突破源于对流感和免疫系统如何相互作用导致肺损伤的了解。
将流感感染的细胞送上正确的道路“受感染的肺细胞会产生炎症,提醒免疫系统存在问题,但过多的炎症会产生失控的炎症,从而导致严重问题,”托马斯说。 “我们需要在维持足够的这些过程以消除病毒和避免过度炎症之间取得微妙的平衡。”
合作的科学家们利用巧妙的化学方法实现了适度的炎症程度。他们的新药抑制了免疫细胞中主要炎症蛋白的一部分:受体相互作用蛋白激酶 3 (RIPK3)。 RIPK3 控制两种响应感染的细胞死亡途径:细胞凋亡和坏死性凋亡。坏死性凋亡具有高度炎症性,但细胞凋亡则不然。这两种途径都用于抗病毒反应。 UH15-38 旨在防止 RIPK3 启动坏死性凋亡,同时保持其促凋亡特性。
“完全敲除 RIPK3 并不好,因为这样免疫系统就无法清除病毒,”托马斯说。 “当我们只消除坏死性凋亡时,动物表现得更好,因为它们仍然存在细胞凋亡,并且仍然可以清除受感染的细胞,但炎症程度不那么高。”
阻止肺部炎症和损伤
“我们还表明,生存率的提高是局部炎症减少和肺细胞生存率提高的直接结果,”托马斯说。
在一系列先前的研究中,托马斯实验室发现,肺部的一组特定细胞是失控的炎症反应的附带损伤。这些细胞(1 型肺泡上皮细胞)负责气体交换,让氧气进入并排出二氧化碳。这些细胞的丧失会导致无法呼吸。目前的研究表明,在药物存在的情况下,这组真正令人惊叹的细胞得以幸免。此外,与炎症相关的免疫细胞,例如中性粒细胞,在接受治疗的动物的肺部中并不常见。
托马斯说:“流感疾病最严重的情况通常发生在病毒得到控制后,失控的炎症会破坏肺细胞。” “UH15-38 可以抑制流感引起的炎症,同时保持病毒清除以及免疫和组织反应的其他功能完好无损。这使其成为迈向临床的有希望的候选者。”