研究人员表示,他们发现感染一种可以在出生前从母亲传播给胎儿的常见病毒显著加重了早产的一个常见致死并发症——坏死性小肠结肠炎(NEC),这一结果是通过对小鼠进行的实验得出的。
研究团队由约翰·霍普金斯儿童中心的研究人员领导,并获得美国国立卫生研究院的资助,他们表示这一新发现推动了对NEC更好治疗方法的探索——这种情况相对较为罕见,但仍然是早产儿中最常见的肠道紧急并发症。
这项研究的报告于2月13日发表在《细胞与分子胃肠病学与肝脏病学》期刊上。
“坏死性小肠结肠炎是大多数人可能从未听说过的最重要的疾病。该疾病对早产婴儿及其家庭的影响很大,且由于人们往往在亲人被诊断为该病后才第一次听说NEC而更加严重。令人惊讶的是,我们通常实际上不知道NEC的根本原因。通过识别它与巨细胞病毒感染的关系,我们现在已经确认了NEC的一个重要触发因素,这可能拯救那些发展出这种病状的早产婴儿的生命,”约翰·霍普金斯大学医学院小儿外科加雷特家族教授、大型主任外科医生和约翰·霍普金斯儿童中心的共同主任大卫·哈卡姆博士表示。
近10%的早产婴儿会发展出NEC,这种疾病的特征是肠道内膜严重炎症,最终导致该组织死亡。大约三分之一的NEC婴儿最终死于此病,而生存率在过去三十年中并未改变。
哈卡姆表示,近期动物研究表明,NEC的特征性炎症至少部分是由于一种叫做类 Toll样受体4(TLR4)的免疫蛋白的持续增加,该受体会因特定肠道细菌的异常积累而被激活,后者通常在早产儿的消化道中过度生长。但为什么NEC在某些婴儿中更为严重,并且具有传播性,一直是个谜。
这导致怀疑CMV是嫌疑犯,哈卡姆说。
全球估计有40%至80%的人群长期感染巨细胞病毒,这是一种疱疹家族中的病毒,通常在健康人中不会引起症状,但在怀孕期间从母亲传染给胎儿时则是听力丧失和其他器官损伤性出生缺陷的常见原因。胎儿在30%-50%的情况下从感染的母亲身上获得CMV。怀疑CMV与NEC的严重性之间存在联系,哈卡姆和他的同事开发了一种带有CMV的NEC新生小鼠模型。当他们比较感染和未感染CMV的小鼠肠道时,发现携带CMV的小鼠相比未感染的小鼠有更严重的组织损伤和更高的死亡率。
为了寻找这种结果的分子机制,研究人员比较了这两组小鼠肠道中的基因活动。他们发现CMV感染触发了促炎、干扰代谢并促使细胞产生更多TLR4的遗传通路。
进一步的观察显示,CMV还损害了线粒体,线粒体是细胞的能量工厂。这种损害显著降低了线粒体对腺苷三磷酸(ATP)的生产,ATP是细胞用于燃料的分子。
哈卡姆指出,进一步的对小鼠组织的实验表明,TLR4对这些效果是必需的。例如,基因改造后在肠道中不产生TLR4的小鼠,即使感染了CMV,其NEC严重程度也显著较低,这表明该蛋白质可能是开发针对NEC药物的良好靶点。
哈卡姆解释说,如果动物和人类研究证实CMV与NEC的联系,另一种治疗选择可能是给予腺苷,一种常作为膳食补充剂出售的ATP前体。当研究人员给患有NEC和CMV的小鼠给予腺苷时,显著降低了NEC的严重性。团队计划在未来的研究中调查这些想法。
其他参与这项研究的约翰·霍普金斯研究人员包括Chhinder P. Sodhi、Daniel Scheese、Peng Lu、Hannah Moore、Koichi Tsuboi、Cody Tragesser、Johannes Duess、Zachariah Raouf、Maame F. Sampah、Daphne Klerk、Mahmoud El Baassiri、Hee-seong Jang、Sierra Williams-McLeod、Asuka Ishiyama、Steve N. Steinway、Sanxia Wang、Menghan Wang、Thomas Prindle Jr.和William B. Fulton。
这项研究获得了来自美国国立卫生研究院(R35 GM141956和T32 DK007713)和约翰·霍普金斯大学儿童外科治疗儿童的加雷特基金的资助。
哈卡姆和索迪拥有开发新型剂量以抑制TLR4以预防和治疗NEC的专利。
有关约翰·霍普金斯研究及其如何拯救生命的更多信息,请访问约翰·霍普金斯大学中心网站。