比布病更可怕的传染病---结核
兰兽研所大面积布氏杆菌阳性个体的出现,让大家了解了布病及其危害,详见本公众号《布鲁氏菌病问与答》。而另一种同样是人兽共患的细菌性传染病-结核,其危害要远超布病。
结核又被称为痨病或消耗性疾病,也可叫做“白色瘟疫,在抗生素被广泛应用之前,曾夺走了无数人的生命。抗生素出现之后,人类似乎看到了控制和消灭结核的希望,但上个世纪中叶,随着多耐药性结核的出现和感染人数逐年增加,完全消灭结核病的希望也随之破灭了。人类不得不为重新应对这种可怕的传染病做好准备。
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结核病是一种由结核分枝杆菌(M. tuberculosis),也称为结核杆菌,引起的细菌性感染。结核杆菌是一种革兰氏阳性需氧细菌,最易影响肺部,产生肺部结核。然而,经血液或淋巴系统运输,结核杆菌几乎可传染至身体的任何部位,包括淋巴结,关节,肾脏和骨等形成肺外结核。肺结核的早期症状通常不明显,并容易被归因于其它状况。因此,许多活跃的、传染性的结核病病例在早期不能被发现,使结核病得以在人群中传播。世界卫生组织从1997年开始,每年都会对全球结核感染病例和分布等做详细汇总。2019年报告显示:全球有约四分之一的人口感染结核杆菌,2018年有120万人死于结核。印度,中国和印尼排在全球结核感染国家的前三位,分别占全球病例的27%,9%和8%。结核病仍是导致人类死亡十大主要因素之一。
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结核的传染性极强,可通过空气传播,感染者咳嗽、打喷嚏、说话和唱歌时即可将携带结核杆菌的气雾颗粒传播给未感染者。结核杆菌入肺后,宿主的免疫细胞会将其包围,在一系列复杂的免疫过程后,宿主会以肉芽肿的形式包裹入侵的病菌。肉芽肿将免疫细胞和结核杆菌包裹在纤维化胶囊中,形成一个梯度的缺氧环境,进而杀死或抑制结核杆菌生长。一些人可能会藉此消除所有的细菌,然而,多数患者体内的结核杆菌会保持静止,并形成“潜伏性结核感染”。如果免疫细胞无法控制结核杆菌生长,则肉芽肿会破裂,结核杆菌开始扩散和传播。
肺部结核感染模式图
约有10%的潜伏感染者因无法抑制结核杆菌活性而最终发展为结核病。吸烟、2型糖尿和人类免疫缺陷病毒(HIV)感染等因素可加速潜伏感染者发展成为活动性结核,如HIV感染可以将潜伏患者的结核激活率从一生10%提高到每年10%。由于目前还缺乏区分哪些人已经清除或控制结核杆菌以及哪些人将发展为活动性结核病的有效手段,对结核菌素皮试阳性个体进行预防性治疗是受益最大的结核防控方案。
结核病高发地区常伴随着经济发展落后,医疗资源匮乏,患者营养不良,不遵守医学干预等情况,容易导致多药耐药和广泛耐药结核菌的出现。世界卫生组织统计结果表明,全球每年有3.4%的结核新发病例和18%的复发病例为多抗药性结核。在多抗药性结核感染病例分布上,中国占全球病例的14%,紧随印度(27%),排在第二位。
多抗药性结核的出现使得人类不得不重新审视和面对这种严重威胁人类健康的传染病。利用动物模型对其开展深入的研究,藉此开发出有效的疫苗和防控治疗手段是人类战胜结核不可或缺的条件。相较与啮齿类,非人灵长类实验动物能更好地模拟人类感染结核杆菌后的病理变化和潜伏期病程,因此是结核研究的首选动物模型。结核合并感染HIV可加速和加重结核病进程,由于非人灵长类中的食蟹猴和恒河猴不仅可以感染结核,同时它们也会感染HIV同属的猴免疫缺陷病毒(SIV),因此结核杆菌合并SIV感染的猴可作为研究人类结核患者合并感染HIV的动物模型。近期,来自美国Tulane灵长类中心的Deepak Kaushal教授团队在建立潜伏结核感染猴模型后,再感染SIV形成结核激活猴模型,并以此模型检验了新的结核治疗方案的可行性,成功将用药时间从半年以上减少到3个月,并完全清除了感染动物体内的结核杆菌。这一研究成果无疑为人类结核患者治疗提供了新的借鉴和参考。
需要注意的是,结核不仅感染人类,同样也感染包括非人灵长类在内的多种动物,其也是非人灵长类实验动物必须排除的病原微生物之一。全球结核患者按地区分布,东南亚占比高达44%,排在首位,而这恰恰是我国的非人灵长类实验动物-食蟹猴的种源地。今年林业部门在禁运10年后,又重新开放了从东南亚引进食蟹猴的行政许可。
如何安全的引入实验动物也是不可回避的课题,本号的美猴不是王将会就猴感染结核及如何进行检测和防控做专门的科普介绍,敬请期待。
注:由于年底工作繁忙,本公众号将停更一个月,春节后继续更新。
参考文献:
1. Global Tuberculosis Report 2019
2. Pathogens and Disease, 77, 2019, ftz037
3. Clin Microbiol Rev 2011;24:351–76.
4. Am J Respir Crit Care Med. 2019 Oct 24. doi:10.1164/rccm.201903-0646OC.
5.国际护士会《结核指南》第二版