科学家们第一次开始弄清楚为什么会造成毁容性皮肤损伤。多年来,利什曼病皮损缺乏疼痛一直困扰着科学家,尤其是当水痘、葡萄球菌感染或疱疹病毒等疾病引起的类似水疱发痒、渗液和疼痛时。

利用寄生虫的力量来止痛

在让小鼠慢性感染墨西哥利什曼原虫(这种在南美洲、中美洲和北美洲引起皮肤利什曼病)后,研究人员对病变部位进行了无偏质谱分析,以确定已知与疼痛抑制相关的分子。

他们发现了许多代谢物——分解食物以产生能量并执行其他基本功能的生化反应的产物——在之前的研究中已将其与疼痛感知的阻碍联系起来。他们还发现了与大脑内源性大麻素系统相关的具有止痛特性的通路,该系统参与了包括疼痛反应在内的许多生理过程。

受感染的巨噬细胞(利什曼原虫寄生在其中的免疫细胞)的细胞培养实验显示,大多数(但不是全部)与病变中相同的变化有所增加。

寄生虫利用这些代谢物作为营养来帮助它们复制。但俄亥俄州立大学微生物学教授萨托斯卡说,发现受感染的巨噬细胞中某些疼痛抑制途径没有增加,这留下了一些悬而未决的问题。

“感染会对细胞产生直接或间接的影响——我们不知道。但感染创造的环境会导致这些代谢物的产生,”他说。“令人兴奋的是,这是我们第一次开始了解为什么这些病变没有疼痛的细胞基础。

“下一个关键问题是,如果我们知道这些途径是负责的,那么它们是如何被触发的?是寄生虫造成的,还是寄生虫对宿主细胞所做的事情,还是两者的结合?可能会发生很多事情。”

对利什曼原虫引起的疾病的免疫力的皮肤测试

萨托斯卡还共同领导了一项开发标准化皮肤测试的计划,以检查对杜氏利什曼原虫的免疫力。杜氏利什曼原虫是一种导致内脏利什曼病的寄生虫,这种疾病会影响器官,如果不及时治疗,可能致命。

他和同事最近在《自然通讯》上报道了这项工作,这项工作对于世界上受影响最严重地区的疾病监测至关重要,并且是该团队开发的利什曼病疫苗的三期临床试验所需要的。

该测试使用一种名为利什曼素的抗原,类似于结核病的皮肤测试——阳性反应意味着一个人已经接触过寄生虫并且具有细胞免疫,可以防止进一步的临床症状。

没有可用的测试或试剂来检测美国南部报告的利什曼病散发病例,因此正在开发的皮肤测试将有助于监测研究,以评估整个利什曼病流行地区(包括美国)的暴露情况

萨托斯卡说:“这是一项非常重要的现场测试,可以了解谁是否接触过这种疾病。”“对于进入社区进行监测的许多利益相关者来说,了解谁有免疫力、谁没有免疫力至关重要,这样他们就可以适当地部署有限的资源来控制疾病。”

利什曼宁皮肤测试在过去几年中已经存在并使用过,但现在已不再可用。该研究小组按照良好实验室规范指南开发了抗原,并在仓鼠(人类内脏利什曼病模型)中进行了测试,以确保皮试触发对感染和疫苗接种的预期免疫反应。

“此类数据可用于快速批准正在开发的利什曼原虫疫苗。我们期望满足整个国际社会的需求。”萨托斯卡说。

《自然通讯》论文的共同主要作者包括GennovaBiopharmaceuticals的SanjaySingh、长崎大学的ShinjiroHamano、美国食品和药物管理局的SreenivasGannavaram和HiraNakhasi、麦吉尔大学的GregMatlashewski以及国家研究所的ShadenKamhawi和JesusValenzuela过敏和传染病(NIAID)。

《自然通讯》的工作得到了全球健康创新技术基金、加拿大健康研究院、FDA、美国国立卫生研究院、NAIAD和魁北克桑特基金会的支持。

FDA的Nakhasi、Gannavaram和NazliAzodi还与合著者GretaVolpedo、BlakeCox、YulianMercado、CandiceAskwith和俄亥俄州的MatthewBernier以及美国农业部的TimurOljuskin共同撰写了iScience论文。

iScience研究得到了代谢组学工作台/国家代谢组学数据存储库、共同基金数据生态系统和代谢组学联盟协调中心的支持。