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Nature：呼吸道疾病新模型
人的呼吸道并不适于微生物生存，呼吸道中存在许多免疫防御机制能在吸入的细菌引起疾病前将其杀死或清除。但囊性纤维化CF会扰乱这些防御机制，让患者对呼吸道感染特别敏感，而这也是CF致病或致死的主要原因。
Iowa大学的科学家通过一种独特的CF动物模型，发现健康呼吸道和CF呼吸道(杀菌能力减弱)之间存在出人意料的差异。这一发现将CF的遗传学病因，通道蛋白囊性纤维化跨膜转运调节子CFTR的突变与扰乱肺部抵御细菌感染的生物学机制联系起来。文章发表在7月5日的Nature杂志上。
研究人员发现，CF新生猪仔比健康新生猪仔的呼吸道表面液体薄层的酸性更强，而这种高酸性(低PH值)降低了这种液体的杀菌能力。并且小苏打能减弱呼吸道表面液体的酸性，并使CF猪呼吸道的杀菌能力恢复到正常水平。
尽管研究显示提高呼吸道表面液体层ASL的PH值能帮助CF病患抵御感染，研究人员着重强调这一发现现在还处在初级阶段。“有些人问我们CF患者是否应该吸入能提高ASL的pH值的药物，”文章资深作者Iowa大学Joseph Zabner 教授说。“目前我们并不知道这是否对人体有效，更重要的是，是否有害。”
“这项发现非常出人意料，”文章领衔作者Alejandro Pezzulo博士补充道。“关于CF疾病一直缺乏一种合适的实验模型，使人们很难了解疾病的发生。”
与CF小鼠模型不同，CF猪模型的肺病情形更接近人类。研究人员发现CF病患猪出生时不受感染，但它们比健康猪抵御细菌的能力更弱，出生后会很快被感染。
检测呼吸道的杀菌能力
研究人员进行了一个简单的实验来研究ASL的杀菌能力。它们将细菌固定在小的金网格上，用CF猪和健康猪的ASL处理这些细菌。正常呼吸道的ASL能快速杀死绝大多数细菌，而CF呼吸道的ASL只能杀死约一半细菌，说明在CF呼吸道中一些细菌可以生存下来并引发感染。
进一步研究发现，尽管CF猪和健康猪的ASL在许多特性上都很相似，CF呼吸道的ASL酸性更强。研究人员让CF猪吸入碳酸氢钠溶液(小苏打)提高ASL的 pH值，处理过的ASL能杀死金网格上的绝大多数细菌(就像正常呼吸道的ASL一样)。相应的，降低正常呼吸道ASL的pH值会使其杀菌能力降低。研究结果证实pH值是ASL杀菌能力的关键因素。
研究揭示了CFTR通道蛋白突变导致呼吸道杀菌能力降低和防御缺陷的原因，CFTR缺陷使碳酸氢盐转运受损，增加呼吸道ASL的酸性，从而降低ASL的杀菌能力。
潜在的临床应用
尽管这一方法还不足以进入临床应用，研究指出pH值是呼吸道感染的一个主要因素，调节呼吸道pH值的治疗方式可能帮助CF患者抵御感染。
此外，研究人员相信使用布满细菌的金网格来检测呼吸道杀菌能力，能成为一种检测CF治疗有效性的简单方法。
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