囊性纤维化患者恢复气道完整性

囊性纤维化是一种罕见的遗传性疾病，可导致非常严重的症状。特别是，患者患有慢性细菌感染，可能导致呼吸衰竭。它是由CFTR基因突变引起的，该基因调节水在细胞膜上的运动。因此，当黏液的质量改变时，它就不再能够捕获和驱逐不需要的细菌。日内瓦大学(UNIGE)的研究小组利用复制呼吸道上皮(一种由单层细胞组成的保护组织)的模型发现，一层简单的液体薄膜就足以恢复气道的密封，并降低细菌感染的风险。这些研究结果发表在该杂志的一期特刊上细胞这为基于粘液水合作用的新疗法开辟了道路。这是一种很有前途的替代疗法，目前的疗法通常不够广泛有效。

尽管最近的治疗取得了进展，但人们囊性纤维化在欧洲，每2500个新生儿中就有一个患有糖尿病预期寿命不超过46年，并且改变了生活质量。这种疾病是由CFTR基因的一个或多个突变引起的，这会影响基本保护屏障的正常功能。气道内的上皮细胞通常密封在一起，从而保护气道免受细菌定植。它们还内衬着一种液体，一种光滑的粘液，可以捕获有害的细菌并将它们带走。当CFTR蛋白被改变时，细胞之间的连接会松动，脱水的黏液趋于停滞，这两者都会促进呼吸道感染的发展。

“虽然已经知道粘液的水合作用和足够紧密的连接的存在保持了气道的完整性，但所涉及的机制和这两种机制之间的联系仍然神秘，这阻碍了新疗法的发展，”领导这项研究的UNIGE医学院细胞生理学和代谢系教授兼日内瓦炎症研究中心的Marc Chanson解释说。

补水以恢复紧致

科学家们首先利用人类肺细胞建立了体外模型。该模型在2021年因减少动物实验而获得UNIGE 3R奖，以一种既准确又接近临床现实的方式复制了健康和囊性纤维化患者的气道上皮。Marc Chanson和他的团队与来自UNIGE医学院医学系和微生物学与分子医学系的Christian van Delden和Thilo Köhler团队合作，比较了不同人群的反应上皮细胞CFTR对细菌感染无效，其中添加了水合的健康粘液或生理盐水溶液。

“我们在这两种情况下观察到类似的反应:液体的存在，无论其成分如何，都恢复了气道，保护它们免受感染，”马克·香森实验室的博士后研究员、该研究的第一作者朱丽叶·西蒙宁解释说。“即使CFTR不起作用，表面水合作用也足以收紧细胞之间的连接，保护上皮细胞的完整性免受细菌定植。”

一种治疗所有突变的方法?

药理学上针对CFTR蛋白的三联疗法最近已在市场上上市。然而，它只针对CFTR基因的某些突变，只适用于囊性纤维化的特定人群。目前仍严重缺乏更广泛有效和安全的治疗方法。

“我们的研究结果提供了气道表面补液是有益的证据。现在的挑战是找到一种简单的方法，在所有患有这种疾病的人身上做到这一点，不管涉及到什么突变，”Marc Chanson总结道。

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