結核菌產生一種觸發咳嗽的分子來促進自身傳播

在一項新的研究中，來自美國德克薩斯大學的研究人員發現作為一種引起致命性肺部疾病的細菌，結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis）似乎通過產生一種觸發咳嗽的分子來促進自身傳播。這一發現可能導致人們開發出阻止結核病擴散的新方法。相關研究結果近期發表在Cell期刊上，論文標題為“Mycobacterium tuberculosis Sulfolipid-1 Activates Nociceptive Neurons and Induces Cough”。

人們自古以來就知道咳嗽是結核病的一種主要癥狀，咳嗽使得這種疾病在人與人之間傳播。但是，論文通訊作者Michael Shiloh博士說，尚不清楚結核病相關咳嗽的病因。一種流行的假設是，咳嗽是由感染引起的肺部刺激和炎癥觸發的，但這一點尚未得到確切證實。

Shiloh和他的同事們有一個不同的想法：他們推測作為一種引起結核病的細菌，結核分枝桿菌本身可能產生一種觸發氣道中神經的物質，它引起結核病患者咳嗽，從而允許這種疾病傳播。

為了驗證這個想法，這些研究人員依靠豚鼠，即一種經常被用來研究結核病和咳嗽的實驗室動物。盡管豚鼠已被用作結核分枝桿菌感染的實驗模型已有一個多世紀的歷史，但尚不清楚這種疾病是否引起這些動物咳嗽。為了解答這個問題，Shiloh和他的同事們將感染了結核分枝桿菌的豚鼠放在特殊的腔室中，記錄下由咳嗽引起的壓力和體積變化。果然，感染結核分枝桿菌的豚鼠要比未感染的豚鼠咳嗽得多。

為了確定結核分枝桿菌是否產生可引起咳嗽的物質，這些研究人員從這種細菌中分離并測試了各種成分，以便試圖確定這些成分是否可以起到兩種作用。首先，這些成分本身能否使得豚鼠咳嗽？其次，這些成分能否使得實驗室中培養的痛覺神經細胞---負責刺激肺部咳嗽的細胞類型---表現得好像經觸發后誘導咳嗽反射一樣？

在利用來自結核分枝桿菌以及多種其他分枝桿菌的成分開展一系列實驗后，Shiloh團隊最終鑒定出一種稱為硫脂1（sulfolipid-1, SL-1）的分枝桿菌細胞表面脂肪分子是激活實驗室中培養的神經元的主要分子。這種激活反應也發生在人類的痛覺神經細胞中，這表明SL-1及其功能已通過在不同哺乳動物物種的進化中得以保存。重要的是，當豚鼠暴露于純化的SL-1時，它們確實會咳嗽。

為了表明SL-1是咳嗽的罪魁禍首，這些研究人員用經過基因改造后無法產生SL-1的結核分枝桿菌菌株感染豚鼠。這些豚鼠表現出結核病的所有典型癥狀，但并未出現咳嗽，這導致他們得出結論：SL-1對于在結核分枝桿菌感染期間觸發咳嗽至關重要。

Shiloh說，這些發現共同表明，引起結核病的結核分枝桿菌產生SL-1主要是為了刺激咳嗽反射，從而使得這種細菌從感染者向未感染者傳播。他說，最終，如果研究表明抑制咳嗽對感染者無害，那么科學家們可能能夠通過拮抗SL-1或阻止它的產生來開發一種預防傳播的方法。

他說，“在許多地方性結核病流行地區，活動性結核病患者通常不被送進醫院，而只是拿著抗生素藥物回家治療。即使在接受適當治療的情況下，人們也可能咳嗽數月并傳播疾病。總有一天，醫生可能會同時給予抗生素和防止咳嗽的藥物，從而阻止疾病傳播。”

相反，他補充道，這種分子可能用于幫助患者在有益的情況下咳嗽，比如患上囊性纖維化的或需要呼吸管的患者。給予有助于咳嗽的助劑可以幫助緩解患者肺部粘液的堆積。