昆杜全球健康研究中心和昆杜新彤生物化学实验室的一项研究在探索艰难梭菌(C. diff)感染治疗方面取得了重要进展。艰难梭菌是一种抗生素耐药菌，可导致严重腹泻、腹痛、发烧，甚至可能致命。
研究结果发表于美国微生物学会期刊《mBio》，揭示了艰难梭菌感染造成的组织损伤的关键基因。目前，艰难梭菌感染率在全球范围内逐年升高，该研究有助于开发艰难梭菌感染的治疗药物。
昆山杜克大学生物学副教授黄林峰博士主持了这项研究，他认为：“艰难梭菌感染已成为公共卫生的重大威胁。我们迫切需要了解其感染机制并研制高效的治疗方法，以解决这个全球医疗难题。”
根据美国疾病控制与预防中心的数据统计，艰难梭菌是全美引发与抗生素相关肠道疾病的主要原因，2017年约有23万病例，治疗费用约为一亿美元，其中死亡病例达12,800例。艰难梭菌感染率上升是由于各类抗生素用量不断加大，从而促使了艰难梭菌和其他耐药菌的反复发作，并且老年人不断衰弱的自然免疫力造成了更多的感染机会。
黄林峰表示：“通过这项研究，我们得以了解艰难梭菌感染造成组织损伤的关键基因，进一步研制能够精准针对这些基因的药物来避免组织损伤。”
研究人员在实验室中使用人体肠道细胞模型和艰难梭菌产生的毒素来模拟艰难梭菌感染过程，因为毒素是导致细胞损伤的主要原因。
昆山杜克大学自然与应用科学部生物实验室讲师李迎雪博士以及美国康奈尔大学等多家学术机构的研究人员参与了这项研究。李迎雪解释：“我们开创了一个新型基因筛查法，利用细菌细胞制造数千个精确基因靶向的RNA分子，即小干扰核糖核酸(siRNA)。然后，我们使用高通量方法测试这些siRNA，并使用生化检测和显微镜观察，探索它们在艰难梭菌毒素诱导的细胞死亡中的作用。最后，我们初步筛选出最有可能的候选基因，再通过各种实验室技术验证它们参与了艰难梭菌毒素诱导的细胞损伤。”
研究人员发现，在艰难梭菌导致的细胞死亡中，有几个新基因起了重要的作用，包括在细胞间的黏附上起重要作用的斑珠蛋白(plakoglobin)。此外，研究人员还展示了，通过使用小分子和siRNA来阻断特定的基因功能，有可能治疗艰难梭菌感染。
黄林峰解释：“阻断基因功能可减轻艰难梭菌毒素造成的细胞死亡，这个方法看来是可行的。中药化合物甘草甜素(Glycyrrhizin)能够阻断其中一个候选基因HMGB1，我们在细胞培养和动物模型中进行了测试，结果表明，其对艰难梭菌毒素引起的细胞和组织损伤具有强大的保护作用。”
“甘草甜素已在中国获批用于治疗肝脏疾病，我们的研究表明，甘草甜素也有望用于治疗艰难梭菌感染。”
黄林峰同时强调，从积极的研究结果到实现任何治疗方法之间还有“很长的路”要走，因为新药的研发必须首先在动物模型中进行严格的安全和疗效测试，然后再通过临床试验。
由此出发，黄林峰在全球健康研究中心和新彤生物化学实验室的研究团队正专注于使用自主研发的基于siRNA的新型基因筛选法研究其他重要疾病，包括代谢疾病和癌症等，希望能开发出更多基因靶向精准医疗的候选药物。
作者：John Butcher
