Science:坏基因会削弱流感防御
导读 | 这是一个令人费解的例子。2.5岁的法国女孩一直都是健康的,但是在2011年,她不得不住院了,因为她出现了呼吸困难。在一系列细菌和病毒感染检测后,她的医生诊断病情为重症流感,并开始使用达菲进行治疗。女孩最终活了下来,尽管她在医院度过了20天,并且部分时间是靠呼吸机帮助呼吸的。
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现在,研究人员已经明白了,为什么这个女孩几乎死于这种我们每个人每年都会得,但是都能生存下来的疾病。他们发现了一个基因突变,这个突变会导致抵抗流感能力的降低。这项研究表明,基因缺陷可以解释一些流感致命的情况。
你可能认为你上一次得流感是十分糟糕的,但是如果你没有住院,医生并不会认为它是十分严重的。每年罹患严重流感的人数,主要取决于处于循环中的流感病毒的毒株,但是儿童和老年人通常是最容易受到影响的。“这些人很有可能在进入重症监护室之前已经死亡了,”纽约市洛克菲勒大学的Jean-Laurent Casanova医生这样说。尽管医生会尽权力抢救罹患重症流感的患者,但是研究人员还没有弄明白,为什么这些患者的病情会如此严重。
在之前的研究中,Casanova和他的同事们发现了一系列的突变,这些突变会损害免疫系统抵抗某种感染的能力,比如单纯疱疹性脑膜炎。为了确定这个女孩是否携带者任何能够解释其疾病的突变,研究人员对她的部分编码蛋白质的DNA进行了测序。他们发现,这个女孩的IRF7基因的两个拷贝都出现了突变。在这个基因位点,她的母亲和父亲携带着不同的突变。不过,她的父母都同时携带者一个正常的IFR7拷贝,所以他们是健康的。因为这个女孩从她的父母那里,分别继承了有缺陷的基因,所以她并没有一个正常的IFR7基因。
IRF7是我们免疫系统的控制开关之一。当病毒感染了细胞的时候,其会开启编码叫做干扰素1和3的抗病毒蛋白。研究人员解释会说,这个女孩携带的IRF7的突变形式,并不能完成这项工作。例如,该团队测试了该女孩的树突状细胞,这种细胞是1型和3型干扰素的主要来源。研究人员发现,对于流感病毒的应答,患者体内的树突状细胞中,1型和3型干扰素基因的活性异常的低,这个发现近日在线发表在了《Science》上。研究人员还检测了树突状细胞产生的另一种干扰素:干扰素α2。这个女孩的树突状细胞也没有产生这种抗病毒物质。
Casanova和他的同事们也想了解这些突变是如何影响病毒攻击细胞的。流感病毒先入侵肺部细胞,但是从患者体内获得这些细胞是十分困难的。因此,研究人员利用女孩的皮肤细胞,转化成了干细胞,然后将这些干细胞分化成了专门的肺细胞。将这些细胞与从健康人体中获得的对照细胞暴露在流感病毒中后,研究人员检测了这些细胞的抗病毒蛋白。相比较于对照细胞,肺细胞的感染数量大约是对照细胞的两倍。
“严重的流感可能不仅仅是一种病毒性疾病,其可能也是一种遗传性疾病,” Casanova说。研究人员发现,这些突变是非常罕见的,所以这种突变可能不能完全代表儿童患严重感冒的原因。因此研究人员正在寻找不同于IRF7的突变,这些突变也和免疫系统相关,并且有可能降低了孩子们的防御力。他补充说,这些结果表明,可以使用干扰素α治疗患有严重流感的儿童。
“这是一项非常出色的研究,”田纳西州孟菲斯圣裘德儿童医院的免疫学家Paul Thomas这样说。“他们表明,仅仅一个基因突变,就可能造成流感的易感性。”圣路易斯的华盛顿大学的病毒免疫学家Jacco Boon对此也表示同意。“这是一篇伟大的论文,”并且作者提供了“非常具有说服力的证据”。
实验中的患者现在已经接近7岁了,幸运的是,由于每年接种流感疫苗,她没有再一次受到流感的袭击。但是她的健康依然批着一层神秘的面纱。IRF7也提供抵抗其他病毒的蛋白,在缺乏这种基因的小鼠中,小鼠很快被病毒制服。但是至今为止,这个女孩还没有罹患重病。“对流感的易感性以及对其他病毒的不易感性,是一个耐人寻味的现象。” Casanova的实验表明,其他基因可能也介入了IRF7对这些病毒感染的控制作用。(转化医学网360zhyx.com)
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