Science：研究人员发明了一种观察我们体内细胞的新方法

卡尔加里大学的研究人员发明了一种分析人体细胞的新方法。这种名为“细胞行为组学”的方法加深了人们对致命性脓毒症感染的理解。脓毒症期间，免疫细胞会聚集在一起，阻塞循环系统，导致器官衰竭。研究人员发现，这些细胞聚集是类似鸟群聚集的复杂群体行为的结果。这种更深入的了解有望促成靶向治疗的出现，从而预防细胞聚集并提高脓毒症患者的生存率。

　　

尽管重症监护室 (ICU) 的工作人员和医生尽了最大努力，并采用了最先进的生命支持，但 Bryan Yipp 博士（理学士 99、医学博士 05、研究生医学教育 10）仍然目睹了许多因败血症而在 ICU 中死亡的病例。

“脓毒症是人体对感染的过度免疫反应，有时这种反应会导致死亡，”Yipp说。“虽然很多病例都发生在患有长期疾病的人身上，但看似健康的人可能前一刻还在工作或在家，几个小时后就被送进了重症监护室。”

今年早些时候，41岁的赛车冠军凯尔·布希因肺炎发展为败血症去世。Yipp表示，他实验室最近在《科学》杂志上发表的一项发现，可能为这种通常致命的疾病带来新的治疗方法。

当人体发生败血症时，免疫细胞会聚集在一起，阻塞循环系统，减少甚至阻断血液流动。这种情况会导致器官衰竭。研究人员结合两种成熟的科学技术分析了这种聚集现象。 

“我们观察到免疫细胞展现出复杂的群体行为，就像鸟群的群舞一样。就像鸟群在空中翩翩起舞一样，这些细胞的同步性令人惊叹，引人入胜。但我们不禁思考，我们该如何理解这种现象呢？”该研究的首席研究员Yipp说道。“我们开发了一种将显微镜技术与数字信息学相结合的新方法，创造出了我们称之为细胞行为组学的领域。”

研究团队并没有将细胞图像视为普通图片，而是记录了每个细胞的特征，包括形状、大小、运动速度和方向。随后，研究人员为这些特征赋予数值，并将这些数据输入生物信息学流程。

“我们的方法使我们能够对细胞进行分类。我们发现了脓毒症期间细胞群中涉及的18种不同的行为模式，”该研究的第一作者、2026届博士毕业生 Luke Brow博士说。“了解细胞行为可以为新的治疗方法提供见解，包括何时进行治疗。”

Yipp表示，这种新的认识促使他的团队研究在不同的干预点进行治疗的方案，以防止细胞聚集。

“这些发现使我们能够提出靶向治疗方案，以阻断不良的宿主反应，并促进良好的宿主反应，从而提高脓毒症患者的生存率，”Yipp说道。“目前，脓毒症治疗的金标准是在确诊脓毒症后一小时内使用抗生素。我们想知道，如果同时使用抗生素和其他药物，是否会有益处。”

这项在小鼠身上进行的研究结果令人鼓舞。一种已知的、安全的哮喘药物能够阻止某些细胞聚集。Yipp表示，虽然仍有许多研究工作要做，但败血症每年影响并常常夺走全球数百万人的生命（例如凯尔·布希的案例），这凸显了利用创新计算生物学来发现新疗法的现实意义。