Neisseria-arter är associerade med försämrad bronkiektasi hos patienter, visar studien

Neisseria-arter är associerade med försämrad bronkiektasi hos patienter, visar studien

Ett team av internationella forskare under ledning av Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) har funnit att Neisseria – ett släkte av bakterier som lever i människokroppen – inte är så ofarligt som man tidigare trott och kan orsaka infektioner hos patienter med bronkiektasi. Astma och kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL).

I en landmärkestudie som publicerades idag i Cell Host & Microbe, visade teamet avgörande bevis för att Neisseria-arter kan orsaka lungsjukdomar och är associerade med förvärrad bronkiektasi (en typ av lungsjukdom) hos patienter.

Bronkiektasi är ett långvarigt tillstånd där luftvägarna i lungorna blir onormalt utvidgade av okänd anledning hos upp till 50 procent av patienterna i Singapore. Sjukdomen är upp till fyra gånger vanligare bland asiater jämfört med deras västerländska motsvarigheter och kan uppstå även efter återhämtning från tuberkulos. I Singapore beskrev forskning från Tan Tock Seng Hospital 2017 420 sjukhuspatienter med bronkiektasis. Incidensen är 10,6 per 100 000 och ökar kraftigt med åldern.

Trots förekomsten hos äldre kan man i de flesta fall av bronkiektasi inte hitta någon uppenbar orsak och sjukdomen uppstår spontant och utan förvarning.

För att lösa mysteriet om varför bronkiektasis förvärras betydligt oftare hos äldre asiatiska patienter, jämförde det internationella teamet – bestående av forskare och sjukhus i Singapore, Malaysia, Kina, Australien och Storbritannien (se bilaga) – under ledning av LKCMedicine Docent Sanjay Chotirmall, Provosts ordförande i Molecular Medicine data från bronkisjuka och infektionspatienter från Asien med ursprung 225 från Asien. (Singapore och Malaysia) med de från bronkiektaspatienter i Europa.

Neisseria: inte så ofarligt trots allt

Medan Neisseria-arter är kända för att orsaka hjärnhinneinflammation och gonorré, är de inte kända för att infektera lungorna. Genom detaljerad identifiering och noggrann karakterisering fann forskargruppen att Neisseria dominerade mikrobiomet hos asiatiska patienter med försämrad bronkiektasi.

Speciellt patienter med bronkiektasi med dominerande nivåer av en Neisseria-undergrupp kallad Neisseria subflava (N. subflava) upplevde allvarligare sjukdomar och upprepade infektioner (exacerbationer) jämfört med patienter med bronkiektasi utan så höga nivåer av Neisseria.

Efter ytterligare undersökningar med experimentella cell- och djurmodeller bekräftade forskargruppen att N. subflava orsakar cellförstöring, vilket leder till inflammation och immunstörning hos bronkiektasipatienter med denna bakterie.

Före denna upptäckt ansågs Neisseria inte vara en orsak till lunginfektioner eller allvarlig sjukdom hos patienter med bronkiektasi.

Ledande utredare Prof Chotirmall från LKCMedicine sa: "Våra resultat har för första gången visat att sämre kliniska resultat som större sjukdomsgrad, sämre lungfunktion och höga frekvenser av återkommande infektioner hos bronkiektasipatienter är nära förknippade med bakterien Neisseria och detta fynd är särskilt viktigt för asiatiska patienter."

"Denna upptäckt är betydelsefull eftersom den kan förändra hur vi behandlar våra patienter med bronkiektasis med denna bakterie. Läkare måste nu tänka på Neisseria som en potentiell "bov" hos patienter som upplever försämring trots behandling och genomföra tester för att identifiera de som kan hysa den här typen av bakterier i sina lungor. Vi hoppas att en tidig identifiering och resulterande i en bättre personlig terapi för patienter i Asien. sjukdom” sade Prof. Chotirmall, som också är biträdande dekanus (fakultetsfrågor) vid LKC Medicin.

Denna studie speglar NTU:s insatser som en del av NTU2025, universitetets femåriga strategiska plan som tar upp mänsklighetens stora utmaningar såsom människors hälsa. Studien genomförs av internationella forskare från olika discipliner och belyser också NTU:s styrka och fokus på tvärvetenskaplig forskning.

Bredare relevans för Neisseria

Bortsett från kopplingen mellan Neisseria och svår bronkiektasi, upptäckte det NTU-ledda forskarteamet också förekomsten av samma bakterier i andra vanligare kroniska luftvägssjukdomar som svår astma och kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) - ett tillstånd som orsakar blockering av luftflödet och andningsrelaterade problem.

Med hjälp av nästa generations sekvenseringsteknik försökte teamet också undersöka var denna bakterie kan ha kommit ifrån, genom att ta prover från hem till patienter med bronkiektasi som hade stora mängder Neisseria i sina lungor. Forskarna fann förekomsten av bakterier i hemmiljön, vilket tyder på att inomhusutrymmen och möjligen det tropiska klimatet kan gynna förekomsten av dessa bakterier i den asiatiska miljön.

Vad är Neisseria?

Neisseria-bakterierna har i stor utsträckning identifierats som orsaken till sexuellt överförbara infektioner som gonorré, såväl som hjärnhinneinflammation - en inflammation i vätskan och membranen som omger hjärnan och ryggmärgen. Emellertid är dess underart N. subflava känd för att förekomma i munslemhinnan, halsen och övre luftvägarna hos människor, utan någon känd koppling till lunginfektioner.

Denna familj av bakterier har alltid ansetts vara ofarlig för människor; infektioner orsakade av dem har ännu inte beskrivits.

Det är uppmuntrande att se att vi har gjort framsteg när det gäller att identifiera Neisseria-bakterier som orsaken till försämrad bronkiektasi, den osannolika boven som från början inte ansågs vara ett hot. Detta är en stark påminnelse om att vi inte bör vara för självbelåtna när det gäller att bedriva forskning och att vi bör vara mer proaktiva när det gäller att utforska olika möjligheter eftersom alla till synes oskyldiga element kan utgöra ett hot mot våra kroppar och vår allmänna hälsa.”

Wang De Yun,medförfattare, professor,Institutionen för otolaryngologi, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore

Medförfattare Andrew Tan, docent i metabola störningar från LKCMedicine, sa: "Den omvända översättningsmetod som användes i det här arbetet var avgörande för vår framgång. Med utgångspunkt från 'sängen', där vi undersökte riktiga patientupplevelser, arbetade vi sedan baklänges för att avslöja bakteriernas biologiska process. Tack vare den tvärvetenskapliga karaktären av studien kunde vetenskapsmedlemmarna njuta av olika erfarenheter av studien. samtidigt som man får unika insikter om sjukdomen.”

Forskarna vill nu genomföra ytterligare studier och kliniska prövningar om utrotning av Neisseria från mikrobiomet genom det nyinrättade LKCMedicine Center for Microbiome Medicine, som syftar till att utvärdera fördelarna med att rikta in sig på och behandla Neisseria med antibiotika vid första upptäckt i hopp om att det ska leda till bättre kliniska resultat för patienter med kroniska respiratoriska sjukdomar.

Källa:

Nanyang University of Technology, Singapore

Hänvisning:

Li, L., et al. (2022) Neisseria-arter som patobionter vid bronkiektasi. Cellvärd & mikrob. doi.org/10.1016/j.chom.2022.08.005.

.