食物霉变产生的毒素削弱了气管的防御能力

2020-10-29 436霉菌

宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院耳鼻喉科研究人员本月发表在《自然科学报告》上的一项研究表明,食物霉变产生的毒素削弱了气管的防御能力。生长在坚果或玉米上的霉菌产生的毒素会削弱呼吸道的自我清除机制和免疫力,为呼吸道疾病敞开大门,并使现有疾病恶化。

研究背景

有毒和致癌,黄曲霉毒素是由某些真菌 (Aspergillus flavus,例如) 在某些食物上生长和在某些食物中产生的霉菌毒素的一种类型。总的来说,世界上25%的粮食作物受到这些霉菌的污染,尽管在食品加工过程中经常通过吸入受污染的粉尘而发生接触。已知它们会引起过敏性真菌性鼻窦炎和支气管肺曲霉病,这两种感染可以在必要时用抗真菌药物和手术治疗。然而,黄曲霉毒素对气道通道的下游影响研究和了解较少。

食物霉变产生的毒素削弱了气管的防御能力

在人类上呼吸道细胞的实验室成像实验中,研究人员表明,急性暴露于黄曲霉毒素会减慢和损害气道的关键防御机制,包括粘膜纤毛清除(MCC)和纤毛跳动频率(CBF)。纤毛是微小的毛发状结构,排列在呼吸道上,清理灰尘和污垢。

结果表明,黄曲霉毒素增强了真菌的致病性,并可能增强了其他共同感染的病原体,如细菌。

"随着这些防御系统受损,它可能会为感染创造一个机会窗口,并可能产生多米诺效应,"主要作者Robert J. Lee博士说,他是宾夕法尼亚州立大学耳鼻咽喉科:头颈外科和生理学系的助理教授。

宾夕法尼亚州立大学耳鼻喉科副教授诺姆 A.科恩说:"患者可能会变得更容易受到上呼吸道感染和慢性鼻窦炎 (CRS),可以'种子'下呼吸道感染,特别是在那些具有受损的免疫系统。它还会加重更严重的肺部疾病,如囊性纤维化或慢性阻塞性肺病。"

在免疫力低下的人(例如化疗患者)或控制不佳的糖尿病患者中,上气道曲霉菌感染可侵入黏膜和底层组织,并成为致命性疾病,因此了解它与气道上皮的相互作用尤为关键。作者写道,更好地理解真菌感染的复杂发病机制可能会导致新的治疗方法,并改善这些气道疾病的结果。

宾夕法尼亚州立大学的研究人员发现,真菌毒素激活了蛋白激酶C(PKC),它降低了睫状体的跳动频率,从而降低了MCC。他们说,这种激酶活性的增加提供了一个潜在的治疗机会。

研究意义

PKC抑制剂是抗炎药,已被证明对心血管疾病和一些精神健康疾病有疗效。在研究中,该团队发现,CBF的减少被PKC抑制剂Gö6983和Calphostin C阻断,这表明具有类似活性的药物有可能用于治疗真菌感染并防止进一步的合并感染。

重要的是,使用这类药物治疗感染可能会减少患者--以及牲畜和宠物--对抗生素的需求,而抗生素往往是治疗呼吸道被污染后可能发生的后续细菌感染所必需的。以谷物为原料的牲畜和宠物食品中也会出现大量的黄曲霉毒素污染。

更重要的是,上呼吸道感染常常导致CRS,仅在美国每年就造成80亿美元的直接医疗费用,并占成人抗生素处方的20%左右,成为抗生素耐药性的驱动因素。在动物中使用抗生素是抗性病原微生物出现的另一个驱动因素。

"PKC抑制剂可能会减少真菌呼吸道疾病,并最终帮助减轻其中的一些后果,"Cohen说。

这项研究(食物霉变产生的毒素削弱了气管的防御能力)中观察到的影响是对急性黄曲霉毒素暴露的反应。"对黄曲霉毒素影响的长期研究将有助于阐明慢性暴露的情况和对气道的影响,"他们写道。

引用

Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania. "Toxins from food mold weaken airways' defenses to cause more damage." ScienceDaily. ScienceDaily, 27 September 2016. www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160927143038.htm.

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