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细菌提取物对抗/预防COVID-19的机制

位于图森市亚利桑那大学医学院的亚利桑那大学健康科学研究团队发现,欧洲使用的一种治疗呼吸道感染的细菌提取物组合,可能为预防或减少导致COVID-19的SARS-CoV-2感染提供了一种新方法。

这项发表在《过敏与临床免疫学杂志》(Journal of Allergy and Clinical Immunology)上的研究表明,一种被称为OM-85的细菌提取物的特定组合,通过降低病毒附着于肺部细胞的能力,抑制了SARS-CoV-2感染。OM-85是一种细菌裂解液,从细菌细胞壁中提取分子的组合,在美国以外的市场上以Broncho-Vaxom品牌销售,作为儿童和成人上呼吸道感染的预防治疗。

“目前的感染预防策略依赖于疫苗,这些疫苗主要通过产生抗体来触发我们的免疫系统做出反应。抗体附着在病毒的特定部分,起到钥匙的作用,阻止它附着在肺细胞受体上,后者就像肺细胞外部的锁。这项研究的独特之处在于,这是研究人员第一次用细菌提取物来针对这种受体(锁),并表明它可以保护人体免受活病毒的感染。我们本质上是在移除细胞壁上的锁,这样就没有病毒的钥匙可以附着在上面了,”资深作者Donata Vercelli博士说,他是图森市亚利桑那大学医学院的细胞和分子医学教授,也是BIO5研究所的遗传学教授。

当SARS-CoV-2进入肺部时,它会与包括肺细胞外膜上的血管紧张素转换酶2受体(简称ACE2)在内的受体结合。一种细胞酶改变了病毒上蛋白质的形状,使SARS-CoV-2能够突破细胞膜并感染细胞。

当大流行开始时,Vercelli和细胞和分子医学系副教授Vadim Pivniouk,以及研究团队的其他成员,利用他们在一项哮喘预防研究中收集的数据,来确定OM-85治疗是否影响了COVID-19中涉及的ACE2受体和酶。

Vercelli与免疫生物学系教授兼主席Janko Nikolich-Žugich博士和BIO5成员以及副研究科学家Jennifer Uhrlaub合作,发现用OM-85预处理细胞可以预防SARS-CoV-2感染。OM-85预防病毒感染的能力取决于其降低ACE2受体表达的能力。

“ACE2是决定规模的关键部分,”Vercelli说,他也是哮喘和气道疾病研究中心的分子基因组学主任。“如果没有最初的连接——钥匙能装进锁里——整个感染过程就会出轨和受阻。”

OM-85预防病毒感染的机制不同于疫苗或抗体治疗,后者主要针对病毒蛋白。通过靶向受体,OM-85可能会关闭冠状病毒感染细胞的大门,这可能会使它有效地对抗任何通过ACE2受体感染细胞的变体。

“这种类型的原始研究要求我们测试活病毒感染是否可以被潜在的预防性治疗所阻止,”Nikolich-Žugich说。“这必须在专门的生物安全控制设施中进行,因此我们在这类工作上的长期经验和我们在BIO5的生物安全设施使我们能够帮助韦尔切利博士和她的团队进行这项研究。”

Vercelli和Pivniouk还得到了来自图森医学院教授Monica Kraft博士的帮助,她从健康病人身上收集了原代肺细胞。

使用细菌提取物来预防病毒感染的原理与Vercelli之前领导的一项研究有关,他也是亚利桑那州复杂疾病生物学中心的主任。2016年,她的团队发现,接触环境中的微生物产品可以保护阿米什农场儿童免受哮喘和过敏。

Vercelli说:“我们的先天免疫系统是在细菌等环境压力下进化的,但我们目前的生活方式往往不给我们机会发展这种保护性免疫。我们的想法是使用细菌裂解液来训练我们的免疫系统,以保护我们免受病毒的伤害,就像那些经常接触农场动物的人可以免受大量细菌和其他微生物的伤害一样。”

据Vercelli说,用OM-85等细菌裂解液处理可以促进免疫系统和微生物之间的更多互动交换。


文献: “The OM-85 bacterial lysate inhibits SARS-CoV-2 infection of epithelial cells by downregulating SARS-CoV-2 receptor expression” by Vadim Pivniouk, PhD; Oksana Pivniouk, MA; Avery DeVries, PhD; Jennifer L. Uhrlaub, MS; Ashley Michael, BS; Denis Pivniouk, BS; Sydney R. VanLinden, BS; Michelle Y. Conway, BS; Seongmin Hahn, MS; Sean P. Malone; Peace Ezeh, PhD; Jared M. Churko, PhD; Dayna Anderson, BS; Monica Kraft, MD; Janko Nikolich-Zugich, MD, PhD and Donata Vercelli, MD, 9 December 2021, Journal of Allergy and Clinical Immunology.
DOI: 10.1016/j.jaci.2021.11.019


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