當病毒和細菌聯合起來!

疾病往往有聚集的趨勢。一次流感發作可能引發細菌性肺部感染;在美國,幾乎一半的細菌性敗血症病例發生在病毒性肺部感染之後。

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疾病往往有聚集的趨勢。一次流感發作可能引發細菌性肺部感染;在美國,幾乎一半的細菌性敗血症病例發生在病毒性肺部感染之後。這在平時已經是一個問題,因為它意味著患者需要在醫院待更長時間,但在病毒大流行時期,它變得極其致命。

對此,一個顯而易見的原因可以很容易地推斷出來。病毒性肺部感染會導致皮膚髮紅的區域,至少在鼻子周圍是這樣!任何皮膚外層受損的地方都將成為細菌容易入侵的部位。而且口腔、喉嚨和鼻腔區域幾乎到處都是細菌,它們幾乎不需要任何藉口就可以侵入。

病毒和細菌感染之間聯絡的免疫學原理稍微難以確定。免疫系統是一個高度複雜的反應網路,但對於細菌和病毒來說,它首先識別微生物中常見的蛋白質和糖蛋白。


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常見的細菌細胞壁顆粒被一組稱為NOD樣受體的受體識別,對於本文而言,最重要的兩個受體稱為Nod1和Nod2。Nod1受體往往更特異於革蘭氏陰性菌,而Nod2可以識別革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌。一旦它們識別出細菌糖蛋白,這些受體就會啟用先天免疫反應,從而募集專門吞噬外來顆粒的白細胞(巨噬細胞),並導致受影響區域周圍發炎。

儘管這種免疫反應對於清除感染非常重要,但過度啟用先天免疫系統可能導致嚴重的問題,包括感染性休克和多器官功能衰竭。可能是病毒和細菌感染的綜合作用使先天免疫反應過載。但研究人員(參考文獻2)發現了一種更具體的聯絡。病毒感染特別增強了Nod1和Nod2對繼發性細菌感染的反應,導致致命的免疫反應。

這是如何運作的?研究人員的論點是,病毒感染產生某些免疫系統化學物質,這些物質有助於使Nod1和Nod2過敏。從生物化學角度來看,這可以透過將這些化學物質新增到細胞系統中並觀察Nod1和Nod2反應的增加來證明。在更大的層面上,感染了細菌感染的小鼠(在病毒感染之後——你確實為本文中的小鼠感到難過!)實際上在它們的 Nod 蛋白都被敲除時存活得更好。

這為什麼是身體內的進化優勢尚不清楚。可以認為,當你的身體遭受病毒感染時,讓細胞對任何其他入侵的傳染性物種過敏是一個明智的主意。畢竟,有很多病毒和細菌感染後沒有死亡的病例,在這種情況下,額外的免疫力可能會有所幫助。病毒用於增強 Nod 反應的某些化學物質也在某些型別的細菌侵入身體時產生,因此該系統也可能充當正反饋迴路,以幫助清除細菌感染。

無論原因是什麼,儘可能多地瞭解病毒和細菌感染之間的相互作用總是好的。疾病不會在真空中發生,有時是兩種感染之間的相互作用,而不是它們各自的影響,才會產生最危險的結果。

參考文獻 1 = Beadling, C., & Slifka, M. (2004). 病毒感染如何使患者易患細菌感染?Current Opinion in Infectious Diseases, 17 (3), 185-191 DOI: 10.1097/00001432-200406000-00003
參考文獻 2 = Kim YG, Park JH, Reimer T, Baker DP, Kawai T, Kumar H, Akira S, Wobus C, & N??ez G (2011). 病毒感染增強 nod1/2 訊號傳導,從而增強與繼發性細菌感染相關的致死率。Cell host & microbe, 9 (6), 496-507 PMID: 21669398
參考文獻 3 = Brundage, J. (2006). 流感與細菌性呼吸道病原體之間的相互作用:對大流行病防備的影響。The Lancet Infectious Diseases, 6 (5), 303-312 DOI: 10.1016/S1473-3099(06)70466-2

About S.E. Gould

A biochemist with a love of microbiology, the Lab Rat enjoys exploring, reading about and writing about bacteria. Having finally managed to tear herself away from university, she now works for a small company in Cambridge where she turns data into manageable words and awesome graphs.

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