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为解决非囊性纤维化支气管扩张患者病情加重相关问题，巴塞罗那临床医院等研究人员开展 PA 毒力及患者免疫反应研究。结果发现加重期 PA 毒力因子及 IL-6 水平变化，该研究为防治提供新靶点，值得科研读者一读。
在医学领域，非囊性纤维化支气管扩张是一种让人头疼的慢性结构性肺病。它就像一个 “好客” 的场所，特别容易让各种微生物来 “定居”，导致患者反复出现呼吸道感染。据了解，支气管扩张患者平均每人每年大约会经历 2.6 次病情加重，18% - 38% 的患者甚至一年会有三次及以上的病情加重情况。这可不得了，病情加重不仅让患者频繁住院，还大大增加了死亡率。
在众多 “捣乱” 的微生物中，铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa，简称 PA）是个 “狠角色”。它不仅是支气管扩张患者感染的主要病原体，还特别 “狡猾”，具有很强的抗生素耐药性，常常导致治疗失败。PA 身上有许多 “武器”，也就是毒力因子。比如 III 型分泌系统（exoS、exoT、exoU和exoY，这些基因能调节外毒素的表达）、群体感应系统蛋白（lasR/lasI和rhlR/rhlI，帮助细菌之间交流协作）、弹性蛋白酶（lasA和lasB，会破坏宿主上皮细胞间的紧密连接）、藻酸盐（alg基因参与合成，和一些色素如绿脓菌素一起，能上调某些弹性蛋白酶的转录）、绿脓菌素（参与氧化应激反应，会破坏宿主线粒体的电子传递）等。这些毒力因子相互配合，不断破坏宿主的上皮细胞，引发氧化应激反应，让患者的病情雪上加霜。
而且，PA 的基因组就像一个 “大拼图”，由保守的核心部分和一些通过水平基因转移获得的特定基因块（称为基因组岛，Genomic Islands，简称 GEIs）组成。这些 GEIs 包括致病岛、共生岛、适应性岛、代谢岛和抗性岛等，它们让 PA 能够更好地适应环境、生存和竞争。不过，不同的 PA 菌株，其基因组岛的数量和种类都不一样。
这么复杂的 PA，再加上它和人体免疫反应之间复杂的相互作用，就导致了支气管扩张患者病情反复加重，严重影响了疾病的发展和患者的生活质量。之前有不少研究想通过体液免疫反应（特别是免疫球蛋白 G，IgG 的水平）来预测病情加重和慢性 PA 感染，但是结果却各不相同。还有一些血清学检测方法，虽然能用于识别囊性纤维化患者的 PA 感染，但对于预测支气管扩张患者病情加重的价值却很少有报道。另外，支气管扩张和哮喘、慢性阻塞性肺疾病之间的关系也很复杂，这让寻找预测病情加重的因素变得更加困难。目前，支气管扩张病情加重的治疗仍然是个难题。所以，为了更好地治疗患者，提高他们的生活质量，深入了解 PA 的致病分子机制以及相关的宿主免疫反应就显得尤为重要。
为了解开这些谜团，巴塞罗那临床医院肺病科和 IDIBAPS 的 CELLEX 研究实验室的研究人员在《Scientific Reports》期刊上发表了一篇名为 “Comparison of Pseudomonas aeruginosa virulence and immune response during stable and exacerbated bronchiectasis” 的论文。他们通过研究发现，在支气管扩张病情加重期间，PA 菌株携带的结合元件 pKLC102、特定毒力基因（exoS、exoY）的表达水平更高，绿脓菌素的产生也更多；同时，患者体内的白细胞介素 - 6（IL - 6）水平也显著升高。这些发现为支气管扩张病情加重的预防、管理和治疗提供了新的潜在靶点和生物标志物，有着重要的意义。
研究人员在这项研究中使用了多种技术方法。首先是聚合酶链反应（PCR）和电泳技术，用它们来检测不同的基因组岛和毒力因子；其次是实时定量 PCR（qRT - PCR），用于分析特定基因的表达水平；然后用酶联免疫吸附试验（ELISA）和 Luminex 检测技术来测定血清样本中的免疫球蛋白（Ig）和白细胞介素（IL）水平。
下面来看看具体的研究结果：
基因组岛
研究人员从 20 名支气管扩张患者身上收集了痰液样本，在病情加重期和稳定期分别分离出了 42 株 PA 菌株（每个痰液样本分离出 1 株）。通过分析发现，患者在病情加重期和稳定期收集到的菌株数量没有显著差异。在对 PA 菌株的基因组岛进行检测时，发现除了结合元件 pKLC102 在病情加重期的存在率（100%）显著高于稳定期（73.68%）之外，其他如 PAPI - 1、PAPI - 2、PAGI - 1、PAGI - 2、PAGI - 3、PAGI - 4 在两个时期的存在率都没有明显差异。而且，几乎所有的菌株都至少携带一个基因组岛，根据基因组岛的数量还识别出了 6 种不同的模式，其中模式 A（携带 6 个基因组岛，包括 PAPI - 1、PAPI - 2、PAGI - 1、PAGI - 3、PAGI - 4 和 pKLC102）在病情加重期（47.8% 的菌株）和稳定期（15.78% 的菌株）都比较常见。
毒力因子
统计分析毒力因子发现，在病情加重期和稳定期，exoS、exoY和绿脓菌素的产生存在显著差异。exoS和exoY这两个编码 III 型分泌系统外毒素的基因，在病情加重期的检测频率比稳定期高很多（exoS：100% 对 47%；exoY：100% 对 74%）。虽然两个时期的 PA 菌株都能产生绿脓菌素和绿脓素，但在病情加重期，绿脓菌素在十六烷基三甲基溴化铵琼脂（cetrimide agar）上的产生量更高（57% 对 16%），而绿脓素的产生量在两个时期没有差异。此外，其他一些毒力因子相关基因的存在情况在病情加重期和稳定期也没有显著差异。
基因表达分析
研究人员还对比了病情加重期和稳定期exoS、exoY和pvdS（编码绿脓菌素产生）基因的表达水平，发现虽然有过表达的趋势，但并没有达到统计学上的显著差异。不过，在进行配对子分析后发现，病情加重期 ExoS 的产生有增加的趋势，只是不显著。
免疫球蛋白分析
对支气管扩张患者血清样本中的免疫球蛋白进行分析后发现，在病情加重期和稳定期，患者体内的 IgG 和 IgM 水平都很高，而且 IgM 的浓度高于正常值。进一步的统计分析表明，两个时期的各类免疫球蛋白（IgG、IgA、IgE、IgM、IgD）水平以及 IgG 亚类之间都没有显著差异。但是，在对样本进行配对分析后发现，虽然稳定期和病情加重期的 PA 菌载量没有差异，但病情加重期的 IgG1 水平比稳定期更高。
白细胞介素分析
白细胞介素的分析结果显示，IL - 6 在病情加重期的水平显著高于稳定期，而其他白细胞介素在两个时期的水平相似。不过，在进行配对子分析后发现，病情加重期血清中的 IL - 6、IL - 7、IL - 10 和 IL - 1 水平都比稳定期高。而且，研究人员还分析了毒力因子基因表达水平与免疫球蛋白和白细胞介素浓度之间的相关性，发现病情加重期exoY与 IgM、IgG1、IgG2、IgG3 呈显著负相关，exoS与 IgE 呈显著正相关，而在稳定期没有发现这些相关性。
最后来看看研究结论和讨论部分。这项研究表明，PA 在支气管扩张病情加重期展现出更多的基因组岛和毒力因子，这可能意味着它的致病潜力增强了。其中，结合元件 pKLC102、exoS、exoY和绿脓菌素的产生发挥了关键作用，它们有可能成为未来治疗支气管扩张病情加重的潜在靶点。在患者免疫反应方面，虽然病情加重期和稳定期的 IgM 和 IgG 水平相似，但 IL - 6 水平在病情加重期更高，这突出了 IL - 6 作为炎症标志物的重要性，也暗示了使用具有抗炎活性的抗菌药物（如大环内酯类药物）治疗病情加重可能会有好处。
不过，这项研究也存在一些局限性，比如菌株数量较少，因为样本只来自特定时期的支气管扩张患者，而且只使用了一种样本类型。但尽管如此，它还是为我们提供了关于支气管扩张患者的新数据，发现了疾病两个核心阶段之间的重要差异，这些发现对于改善支气管扩张的管理有着重要意义。之前关于支气管扩张中 PA 菌株的毒力因子及其与免疫反应关系的研究很少，而这项研究让我们对支气管扩张病情加重的机制有了更深入的理解，为后续的研究和治疗提供了新的方向。未来，或许可以针对这些新发现的靶点开发更有效的治疗方法，帮助支气管扩张患者更好地控制病情，提高生活质量。
