但這種細菌有時會改變它們的行為，進入血液，導致慢性局部感染變成急性感染，甚至可能致命。盡管在實驗室環境中對這種轉變進行了數十年的研究，但這種轉變如何以及為什么會發生在人類身上仍然未知。

然而，佐治亞理工學院的研究人員已經確定了慢性和急性銅綠假單胞菌感染之間轉變的主要機制。生物科學學院教授Marvin Whiteley和博士后研究員penbo Cao發現了一個驅動開關的基因。通過測量人體組織樣本中的細菌基因表達，研究人員確定了這種轉變的生物標志物。

他們的研究結果發表在《自然》雜志上，可以為未來治療危及生命的急性感染提供信息。

根據Whiteley和Cao的說法，細菌和動物一樣，是多才多藝的，并且根據環境的不同而表現不同。一個患有慢性感染的人可能有一天會好起來，但體內環境的變化會導致細菌改變它們的行為。這可能導致急性感染，并可能發展成需要立即治療的敗血癥。

Whiteley說:“多年來，人們一直在控制良好的實驗室環境中研究這些細菌，盡管實驗室是大多數微生物從未見過的地方。我們的研究采用了一種新穎的方法來直接觀察細菌在人類宿主中的行為。”

研究人員選擇觀察慢性細菌性肺部和傷口感染的人體組織樣本。利用基因測序技術，Whiteley和Cao測量了細菌中所有類型mRNA的水平。mRNA編碼的蛋白質在細胞中完成所有的工作，所以通過測量細菌的mRNA水平，人們可以推斷細菌的行為。

雖然銅綠假單胞菌大約有6000個基因，但Whiteley和Cao發現，在人體組織樣本中，一個被稱為PA1414的基因比其他數千個基因的總和表達得更高。由于PA1414 mRNA的含量如此之高，一開始，Cao和Whiteley認為PA1414 mRNA的含量可能是一個人工產物——與測序方法相關的一個小故障。

Cao說:“這種特殊的基因在標準的實驗室環境中不太表達，所以看到這些水平是令人震驚的。”“在這一點上，基因的功能是未知的。”

研究人員還發現，低氧會導致該基因的高表達。這是細菌感染的一個共同環境特征，因為細菌在慢性感染期間經常遭遇缺氧。進一步的測試表明，該基因還能調節低氧條件下的細菌呼吸。

有趣的是，研究人員發現，這種基因不是編碼蛋白質，而是編碼一種小RNA，這種小RNA在細菌呼吸中起著至關重要的作用。他們將這種小RNA命名為SicX(sRNA inducer of chronic infection X)。

研究人員隨后在不同的動物感染模型中測試了該基因的功能。他們觀察到，當SicX不存在時，這種細菌很容易從慢性感染傳播到全身，導致全身感染。通過比較，研究人員確定該基因對促進慢性局部感染很重要。此外，研究人員還發現，在從慢性感染到急性感染的轉變過程中，SicX的表達會立即下降，這表明SicX可能是慢性感染到急性感染轉換的生物標志物。

“換句話說，沒有小RNA，細菌就會變得焦躁不安，去尋找氧氣，因為它們需要呼吸，就像我們需要呼吸一樣，這種需求導致細菌進入血液?，F在，我們知道氧氣水平能調節這種轉變。”

對感染何時可能進入血液有一個更好的指示，將是治療模式的轉變。

Whiteley說:“如果你能預測什么時候會發生急性感染，病人就可以在家里進行診斷測試，以確定他們是否以及何時需要接受治療——在感染危及生命之前。”

這項研究為長期存在的關于慢性感染如何以及為什么會變成急性感染的問題提供了答案。研究人員的發現也為開發針對與銅綠假單胞菌感染相關的這種特定分子行為的治療方法提供了機會。

“慢性假單胞菌感染通常對一線抗生素具有高度耐藥性，通過靶向這種小RNA，我們可能會改變細菌的生活方式，使其更容易受到抗生素治療的影響，并實現對這些危險感染的更大清除。”

文章標題

Cao, P., Fleming, D., Moustafa, D.A., et al. A Pseudomonas aeruginosa small RNA regulates chronic and acute infection. Nature 618, 358–364 (2023).



（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2023-6/20230615032110866.htm）