患者は、ありふれた細菌感染症のように見えた状態で病院に到着しました。しかしその後、事態はさらに深刻になりました。患者は「肉食」感染症を発症し、最終的には両腕と両脚の切断が必要になりました。
感染の原因が制御不能になった原因は何ですか？それは単一のタイプのバクテリアによる感染ではなく、同じ種の4つの異なる株のマッシュアップであることがわかりました。
新しい研究で報告されているように、今、科学者たちはこれらの菌株が一緒になって体内の組織を破壊する方法を正確に知っています。そして調査結果は、これらのいわゆる「多微生物」感染の治療に影響を与える可能性があります。
最近のケースでは、テキサス大学医学部の微生物学と免疫学の教授であるAshok Chopra博士とその同僚は、同じ細菌種の4つの異なる株を発見しました。 Aeromonas hydrophila、感染した患者で。微生物は一緒になって、個々の株が単独で組織することができたよりも致命的な攻撃を開始しました。
11月11日に全米科学アカデミーのジャーナルProceedingsに掲載されたこの研究は、3つの細菌株が4つ目が血流に入り、全身の組織に老廃物をもたらすことを示唆している。 A.ハイドロフィラ 肉食性感染症のまれな原因ですが、チョプラは次のような他の肉食性細菌を推測しました 大腸菌、同様の攻撃戦略を採用する場合もあります。しかし、これを示すにはさらに調査が必要だと彼は言った。
「それらは異なる毒素である可能性がある…しかしそれらは異なる株間で同様の「クロストーク」を持っているかもしれない」とチョプラは言った。 「結局のところ、これは臨床現場においてより広い意味を持つことがわかります。」
複数の微生物
感染した患者が病院に入院したとき、医師は従来の診断を使用して、どの病原体が原因であるかを判断しました。彼らは特定した A. hydrophila、 臨床参照サイトUpToDateによると、湖から河川、飲料水まで、淡水および汽水環境で一般的に見られる微生物。細菌が摂取されると、下痢を引き起こしたり、体内の軟部組織に感染したりすることがあります。でもいつ A.ハイドロフィラ 開いた傷に入ると、「壊死性筋膜炎」と呼ばれる恐ろしい病気が続くことがあります。
まれな感染症はまれな感染症により、全身の結合組織に急速に侵入して死に至り、罹患した人は臓器不全および死亡に対して脆弱なままである、と国立希少疾患機構は述べています。新しい研究の患者の場合と同様に、肉食性感染症は抗生物質または手術で迅速に治療する必要があります。結局のところ、四肢切断術だけが患者を猛威を振るう微生物から救うことができた。
患者の最初の診断では、感染症がなぜそのような突然の致命的な変化を遂げたのかが明らかになりませんでした。チョプラ氏は、従来の診断テストでは、細菌が産生するタンパク質と毒素に基づいてさまざまな細菌種を特定しているため、この事例のニュアンスを見逃していた。 「しかし、もしあなたがDNAレベルであるなら、それはまったく別の話だ」と彼は言った。
以前の2つの研究では、チョプラと彼の共著者は患者から細菌サンプルを分離し、微生物に含まれるすべての遺伝物質を分析しました。分析の結果、致命的な感染を引き起こしたNF1から4までの4つの異なる菌株が明らかになりました。しかし、注目すべきことに、単独で操作した場合、4つの系統のどれもマウスモデルで致死的な感染を引き起こしませんでした。微生物がどのように相互作用して深刻な感染を引き起こすかを知るために、著者らは細菌株のDNAを微調整し、一度に複数の株でマウスモデルを感染させました。細菌のDNAを変えることにより、科学者たちはそれぞれの組織を殺す武器を交換し、どの兵器が混合感染をそれほど致死にしたのかを判断することができました。
チョプラ氏によると、各菌株には「宿主に影響を与えるさまざまな武器がある」という。
4つの株のうち3つ、NF2からNF4には、感染した細胞が新しいタンパク質を構築するのを防ぐ、外毒素AまたはExoAと呼ばれる毒素を生成するための遺伝的指示が含まれています。これら3つの菌株は、それ自体で依然として筋肉組織を破壊し、血流にアクセスしますが、免疫システムは体から病原体をすばやく除去します。
対照的に、4つの株の最後のNF1は、免疫攻撃に対して脆弱ではないように見えますが、独自のExoAを作り上げることはできません。単独で作業する場合、微生物は感染部位の近くで大部分が隔離されたままで、筋肉組織の壁によって塞がれます。ここでバクテリアのチームワークが始まります。の複数の株 A.ハイドロフィラ 体に感染すると、ExoA産生株が筋肉のハードルを破壊し、NF1が「肉食」の大暴れを起こすことを可能にします。
興味深いことに、他の3つの株は感染部位の近くに留まり、NF1が先導して血流を介して急上昇します。著者らは、NF1が実際に体内の組織だけでなく、他の菌株も殺す独特の毒素を生成することを発見しました A.ハイドロフィラ; NF1株自体が自家製の毒に対する解毒剤を保持しています.
より良い診断？
新しい発見は、新しい微生物診断ツールの探索に影響を与える可能性があると、チョプラ氏は述べた。医師が混合感染症について考えるとき、彼らは一般的に2つ以上の完全に異なる細菌種によって引き起こされる感染症について考えている、と彼は言った。しかし、現在のケースでは、同じ種の異なる株がチームを組んで病気を引き起こす可能性があり、各株は異なる抗生物質治療に対して脆弱である可能性があります。
メリーランド大学の微生物学者である共著者のリタ・コルウェルは声明で、「与えられた抗生物質で治療するとき、私たちは体から有機体を排除している」と述べた。 「しかし、感染に関与している別の生物があり、それも病原性である場合、その生物も標的にしない抗生物質治療は、それが狂ったように成長するための地平を築いているだけかもしれません。」
チョプラ氏によると、今日の感染症の診断にはめったに使用されないが、遺伝的ツールは、複数の菌株によって引き起こされる複雑な細菌感染症の特徴を明らかにするのに役立つかもしれないという。
しかし、誰もがこの予測に同意するわけではない。
「壊死性筋膜炎の臨床治療は変わると思いますか？必ずしもそうではありません」研究に関与しなかったボルチモアのジョンズホプキンス大学の医師で感染症の専門家であるアメシュアダルジャ博士は、Live Scienceに語った。
アダリヤ氏は、壊死性筋膜炎は非常に迅速に作用するため、感染を引き起こしている各菌株を医師が特定するまでには、「遅すぎて変化をもたらすことはできない」と語った。異なる菌株を識別することは、より穏やかな治療を導くのに役立ちます A.ハイドロフィラ 細菌の特定の組み合わせが結果を悪化させるかもしれない感染症、と彼は言った。しかし、現状では、これらの株は、通常、臨床環境では見られない「高度な遺伝的ツール」でのみ発見することができました。
それでも、この研究は、複数の細菌株が一緒になって体内に広がる方法を解明し、大混乱を引き起こしているとアダリヤ氏は語った。さらに一般的なバクテリアが体内で感染を拡大するために同じ戦略を採用しているかどうかを調査することは興味深いだろうと彼は付け加えた。
