•艱難梭菌感染是一個全球性的公共健康問題，它已于2013年被美國疾病與預(yù)防控制中心列入最高緊急威脅級別的耐藥菌首位。
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•“我們的研究主要有兩個創(chuàng)新點，一是從尋找艱難梭菌感染的宿主因子出發(fā)，二是使用自創(chuàng)的高效、經(jīng)濟的RNAi基因篩查方法。”
艱難梭菌（Clostridium difficile）是一種抗生素耐藥菌，在使用抗生素，尤其是過量使用抗生素時，很容易出現(xiàn)艱難梭菌感染（CDI）。通常，艱難梭菌通過口腔進入人體內(nèi)并保持休眠狀態(tài)，直到在大腸中感染并釋放毒素，破壞組織。這些毒素會殺死細胞，從而導(dǎo)致腹瀉、腹痛、發(fā)燒，在極端情況下會致命。
近日，美國微生物學(xué)會期刊《mBio》發(fā)布昆山杜克大學(xué)（Duke Kunshan University）全球健康研究中心、新彤生物化學(xué)實驗室黃林峰副教授等人的研究成果。該研究揭示了艱難梭菌感染造成的組織損傷的關(guān)鍵基因片段，阻斷特定的基因功能，有可能用于治療艱難梭菌的感染。
據(jù)“昆山杜克全球健康”公眾號報道，論文的主持者黃林峰表示，艱難梭菌感染是一個全球性的公共健康問題，它已于2013年被美國疾病與預(yù)防控制中心列入最高緊急威脅級別的耐藥菌首位。在中國，艱難梭菌感染的影響也非常廣泛，但是對它的研究還不充分。
該項研究的成員之一、昆山杜克大學(xué)自然與應(yīng)用科學(xué)部生物實驗室講師李迎雪博士對實驗過程進行介紹：“我們開創(chuàng)了一種新型基因篩查法，利用細菌細胞制造了數(shù)千個精確基因靶向的RNA分子，即小干擾RNA(siRNA)。然后我們使用高通量方法去測試這些siRNA，并使用生化檢測和顯微鏡觀察的方式，去了解在艱難梭菌毒素誘導(dǎo)下siRNA在細胞死亡中所發(fā)揮的作用。最后，我們初步篩選出最有可能的候選基因，再通過各種實驗室技術(shù)驗證它們是否在艱難梭菌毒素誘導(dǎo)的細胞損傷中產(chǎn)生了效果。”
研究發(fā)現(xiàn)，在艱難梭菌導(dǎo)致的細胞凋亡中，有幾個新的基因發(fā)揮了重要作用。主持這項研究的黃林峰解釋：“通過阻斷這部分的基因功能可減輕艱難梭菌毒素所造成的細胞死亡，而這個方法可以用于感染后的相關(guān)治療。中藥化合物甘草甜素（Glycyrrhizin）能夠阻斷其中一個候選基因HMGB1的功能。在我們培養(yǎng)的細胞和動物模型中進行了測試，結(jié)果表明，其對艱難梭菌毒素引起的細胞和組織損傷具有強大的保護作用。”
11月8日，澎湃科技連線黃林峰，解讀該項成果。
抗生素治療“兩難”
黃林峰表示，艱難梭菌感染很難治。一般感染艱難梭菌的人都是需要使用抗生素的患者，或是住院很久的老年人，他們體質(zhì)本就虛弱，感染艱難梭菌后會對腸道造成非常大的損傷，嚴重的情況需要手術(shù)干預(yù)。
由于艱難梭菌的抗生素耐藥性，在人體內(nèi)幾乎所有的正常細菌都被抗生素殺死后，艱難梭菌會留下來，大量繁殖，產(chǎn)生大量毒素。傳統(tǒng)治療艱難梭菌感染的方法是使用更強的抗生素，包括萬古霉素（vancomycin）、非達霉素（fidaxomicin）和甲硝唑（metronidazole），但是治療后常有復(fù)發(fā)。
據(jù)黃林峰介紹，在艱難梭菌感染療法的研究上，近期主要有兩個新進展。一是針對艱難梭菌毒素的抗體，目前美國默沙東的抗體藥Zinplava（bezlotoxumab）已經(jīng)被用于艱難梭菌的治療，但是抗體藥物價格昂貴，而且必須和抗生素聯(lián)用。
另一種方法是腸道菌群移植，即把非常健康的人糞便中的菌群提取富集，通過食道或灌腸的方法移植到患者體內(nèi)，讓患者有機會借此重建自己身體的正常菌群，和艱難梭菌抗爭。但是找到真正健康無害的菌群并不容易，需要篩選供體，重建菌群的過程也很復(fù)雜，且移植后并非每一個人都能受益。
黃林峰向澎湃科技表示，“我們的研究主要有兩個創(chuàng)新點，一是從尋找艱難梭菌感染的宿主因子出發(fā)，二是使用自創(chuàng)的高效、經(jīng)濟的RNAi基因篩查方法。”
艱難梭菌主要通過毒素A、毒素B和二元毒素（binary toxin）三個毒素來產(chǎn)生作用，其中導(dǎo)致細胞損傷的主要毒素是毒素B。因此，他們希望在細胞模型上找到毒素B導(dǎo)致細胞死亡的關(guān)鍵基因，進而尋找針對性的治療方法。
首創(chuàng)高效、經(jīng)濟的生物工程RNA生產(chǎn)方法
在實驗中，黃林峰團隊使用一種自創(chuàng)的新型基因篩選方法，即用生物工程的方法來生產(chǎn)siRNA（小干擾RNA）分子。該方法的好處在于可以降低成本，簡單、便宜地生產(chǎn)高效的小干擾RNA。
黃林峰介紹，小干擾RNA可以通過RNAi通路精準地調(diào)控靶基因的表達，從而有效抑制導(dǎo)致疾病的關(guān)鍵基因。
“一般做RNAi基因篩查會使用化學(xué)合成的小干擾RNA，需要向公司購買化學(xué)合成的產(chǎn)品。如果要買幾萬個不同基因序列的小干擾RNA做高通量的篩查，價格非常昂貴，一般只有大型醫(yī)藥企業(yè)和高級的研究機構(gòu)才有能力去做。我們創(chuàng)造的生物工程方法能讓細菌自己合成小干擾RNA分子，因此可以做到以低廉的成本來生產(chǎn)小干擾RNA分子庫。”黃林峰說。他還表示，他們的小干擾RNA分子庫可以針對特定細胞和研究體系進行個性化的生產(chǎn)，因此更加精準和高效。
目前，黃林峰團隊正使用該新型基因篩選方法研究其他疾病，希望能開發(fā)出更多基因靶向精準醫(yī)療的候選藥物。黃林峰告訴澎湃科技，RNAi藥物目前只能遞送到肝臟內(nèi)，因而用于治療肝臟相關(guān)的疾病最為合適，“研究與肝臟相關(guān)的疾病的RNAi藥物離臨床轉(zhuǎn)化更近。”他介紹，目前在研的RNAi療法主要是針對代謝、乙肝病毒等與肝臟表達的基因密切相關(guān)的疾病。黃林峰團隊正在研究的主要方向是高血脂等代謝相關(guān)疾病。
