Forskere har oppdaget at en type bakterier ikke er så ufarlig som tidligere antatt. Det kan faktisk forårsake infeksjoner hos pasienter med bronkiektasi, astma og kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS).
En internasjonal studie ledet av Singapore-forskere oppdager at bakterier som tidligere ble antatt ufarlige kan forverre eksisterende lungesykdom.
Et team av internasjonale forskere har oppdaget det Neisseria – en slekt av bakterier som lever i menneskekroppen – er ikke så ufarlig som tidligere antatt. Faktisk kan det forårsake infeksjoner hos pasienter med bronkiektasi, astma og kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS).
I en landemerkestudie, publisert 14. september 2022, i Cellevert og mikrobe, teamet viste avgjørende bevis på det Neisseria arter kan forårsake sykdom i lungene og er knyttet til forverring av bronkiektasi (en type lungesykdom) hos pasienter. Forskerne ble ledet av Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore).
Bronkiektasi er en langvarig tilstand hvor luftveiene i lungene blir unormalt forstørret av ukjente årsaker hos opptil 50 prosent av singaporeanske pasienter. Sykdommen er opptil fire ganger mer utbredt blant asiater sammenlignet med deres vestlige kolleger, og kan også oppstå etter bedring etter tuberkulose.[1] I Singapore beskrev forskning ved Tan Tock Seng Hospital 420 hendelser innlagte bronkiektasipasienter i 2017.[2] Insidensraten er 10,6 per 100 000 og øker sterkt med alderen.
Til tross for utbredelsen blant eldre mennesker, finnes ingen åpenbar årsak i de fleste tilfeller av bronkiektasi, og tilstanden har en tendens til å oppstå spontant og uten forvarsel.[3]
For å løse puslespillet om hvorfor bronkiektasi forverres i en betydelig høyere hastighet blant eldre asiatiske pasienter, spenner det internasjonale teamet over forskere og sykehus i Singapore, Malaysia, Kina, Australia og Storbritannia (se Tilbygg) — ledet av LKCMedicine førsteamanuensis Sanjay Chotirmall, Provost’s Chair in Molecular Medicine, matchet sykdoms- og infeksjonsdata fra 225 pasienter med bronkiektasi av asiatisk (Singapore og Malaysia) opprinnelse til de fra bronkiektasipasienter i Europa.
Neisseria: ikke så ufarlig likevel
Samtidig som Neisseria arter er velkjent for å forårsake hjernehinnebetennelse og gonoré, de er ikke kjent for å infisere lungene. Gjennom detaljert identifikasjon og grundig karakterisering fant forskergruppen det Neisseria dominerte mikrobiomet til asiatiske pasienter med forverret bronkiektasi.
Spesielt bronkiektasipasienter med overveiende mengder av en undergruppe av Neisseria kalt Neisseria subflava (N. subflava), opplevd mer alvorlig sykdom og gjentatte infeksjoner (eksaserbasjoner) sammenlignet med pasienter med bronkiektasi uten så høye mengder av Neisseria.
Etter ytterligere undersøkelser ved bruk av eksperimentelle celle- og dyremodeller, bekreftet forskerteamet det N. subflava forårsaker celleforstyrrelser, noe som resulterer i betennelse og immundysfunksjon hos bronkiektasipasienter med denne bakterien.
Avbildet er en påvisning av Neisseria (N. subflava) i lungevev fra pasienter med bronkiektasi. Vist i rødt er N. subflava-deteksjonen og vist i blått er luftveiscellekjernene. Kreditt: Cell Host & Microbe
Før denne oppdagelsen ble Neisseria ikke ansett for å være en årsak til lungeinfeksjon eller alvorlig sykdom hos bronkiektasipasienter.
Hovedetterforsker Prof Chotirmall fra LKCMedicine, sa: “Våre funn har for første gang fastslått at dårligere kliniske utfall som større sykdomsgrad, dårligere lungefunksjon og høye gjentatte infeksjonsrater blant bronkiektasipasienter er nært assosiert med bakterien Neisseria og at dette funnet er spesielt viktig for asiatiske pasienter.»
“Denne oppdagelsen er viktig fordi den kan endre hvordan vi behandler våre bronkiektasipasienter med denne bakterien. Legene vil nå måtte tenke på Neisseria som en potensiell ‘skyldig’ hos pasienter som forverres til tross for behandling, og å gjennomføre tester for å identifisere de som kan huse denne typen bakterier i lungene. Vi håper at tidlig identifikasjon vil føre til personlig tilpasset terapi, og følgelig bedre sykdomsutfall for asiatiske pasienter med denne ødeleggende sykdommen,” sa prof. Chotirmall, som også er assisterende dekan (fakultetsanliggender) ved LKCMedicine.
Denne studien reflekterer NTUs innsats under NTU2025, universitetets femårige strategiske plan som tar for seg menneskehetens store utfordringer som menneskers helse. Studien, utført av internasjonale forskere fra ulike disipliner, fremhever også NTUs styrke og fokus på tverrfaglig forskning.
Bredere relevans av Neisseria
Bortsett fra å koble Neisseria og alvorlig bronkiektasi, oppdaget det NTU-ledede forskerteamet også tilstedeværelsen av de samme bakteriene i andre mer vanlige kroniske luftveistilstander som alvorlig astma og kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) – en tilstand som forårsaker blokkering av luftstrømmen og pust. -relaterte problemer.
Ved å bruke neste generasjons sekvenseringsteknologi, forsøkte teamet også å undersøke hvor denne bakterien kan komme fra og tok prøver fra hjemmene til bronkiektasipasienter med høye mengder Neisseria i lungene deres. Forskerne fant tilstedeværelsen av bakteriene i hjemmemiljøet, noe som tyder på at det innendørs boarealet og potensielt det tropiske klimaet kan favorisere tilstedeværelsen av disse bakteriene i asiatiske omgivelser.
Hva er Neisseria?
De Neisseria bakteriearter har ofte blitt identifisert som årsaken til seksuelt overførbare infeksjoner som gonoré, men også kritisk meningitt – en betennelse i væsken og membranene rundt hjernen og ryggmargen. Dens underart N. subflavaer imidlertid kjent for å være funnet i munnslimhinnen, halsen og øvre luftveier hos mennesker tidligere uten noen kjent kobling til lungeinfeksjoner.
Denne bakteriefamilien har alltid vært ansett som ufarlig for mennesker, og infeksjoner forårsaket av dem har ikke blitt beskrevet – før nå.
Medforfatter, professor Wang De Yun fra avdeling for otolaryngologi ved Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, sa: “Det er oppmuntrende å se at vi har gjort fremskritt med å identifisere Neisseria-bakteriearten som årsak til forverring av bronkiektasi, den usannsynlige skyldige som opprinnelig ikke ble ansett for å være en trussel. Dette kommer som en sterk påminnelse om at vi ikke bør være for selvtilfredse når det gjelder å forske og utøve mer proaktivitet i å utforske ulike muligheter, ettersom alle tilsynelatende uskyldige elementer kan være en kilde til trussel mot kroppen og den generelle helsen vår.»
Medforfatter Andrew Tan, førsteamanuensis i metabolske forstyrrelser fra LKCMedicine, sa: “Den omvendte translasjonstilnærmingen som ble brukt i dette arbeidet var avgjørende for vår suksess. Med utgangspunkt i ‘sengen’ der vi studerte pasientopplevelser i det virkelige livet, jobbet vi bakover for å avdekke den biologiske prosessen til bakteriene. Takket være studiens tverrfaglige natur, var teamet i stand til å samhandle med medlemmer fra forskjellige forskningsdisipliner, og tilby en hyggelig opplevelse samtidig som de fikk unik innsikt i sykdommen.”
Forskerne er nå ute etter å gjennomføre ytterligere studier og kliniske studier av Neisseria utryddelse fra mikrobiomet gjennom det nylig lanserte LKCMedicine Center for Microbiome Medicine, som søker å evaluere fordelene med målretting og behandling Neisseria med antibiotika ved første påvisning, med håp om at dette vil føre til bedre kliniske resultater for pasienter med kroniske luftveislidelser.
Referanse: “Neisseria species as pathobionts in bronchiectasis» av Liang Li, Michael Mac Aoghain, Tengfei Xu, Tavleen Kaur Jaggi, Louisa LY Chan, Jing Qu, Lan Wei, Shumin Liao, Hong Sheng Cheng, Holly R. Keir, Alison J. Dicker, Kai Sen Tan, Wang De Yun, Mariko Siyue Koh, Thun How Ong, Albert Yick Hou Lim, John A. Abisheganaden, Teck Boon Low, Tidi Maharani Hassan, Xiang Long, Peter AB Wark, Brian Oliver, Daniela I. Drautz-Moses, Stephan C. Schuster, Nguan Soon Tan, Mingliang Fang, James D. Chalmers og Sanjay H. Chotirmall, 14. september 2022, Cellevert og mikrobe.
DOI: 10.1016/j.chom.2022.08.005
Notater
- “Trends in Bronchiectasis Among Medicare Beneficiaries in the United States, 2000 to 2007” av Amy E. Seitz, MPH; Kenneth N. Olivier, MD, MPH; Jennifer Adjemian, PhD; Steven M. Holland, MD og D. Rebecca Prevots, PhD, MPH, 1. august 2012, Brystjournal.
DOI: 10.1378/chest.11-2209 - “Epidemiologi og økonomisk byrde av bronkiektasi som krever sykehusinnleggelse i Singapore” av Hwee Pin Phua, Wei-Yen Lim, Ganga Ganesan, Joanne Yoong, Kelvin Bryan Tan, John Arputhan Abisheganaden og Albert Yick Hou Lim, 12. august 2021, ERJ Open Research.
DOI: 10.1183/23120541.00334-2021 - “Geografisk variasjon i etiologi, epidemiologi og mikrobiologi ved bronkiektasi” av Ravishankar Chandrasekaran, Micheál Mac Aogáin, James D. Chalmers, Stuart J. Elborn og Sanjay H. Chotirmall, 22. mai 2018, BMC lungemedisin.
DOI: 10.1186/s12890-018-0638-0
Tilbygg
Liste over samarbeidende institusjoner
- Institutt for farmakologi, School of Medicine, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, Kina
- Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen, Kina
- Lee Kong Chian School of Medicine, Nanyang Technological University, Singapore
- Biokjemisk genetikklaboratorium, Institutt for biokjemi, St. James’s Hospital, Dublin, Irland
- Clinical Biochemistry Unit, School of Medicine, Trinity College Dublin, Dublin, Irland
- School of Civil and Environmental Engineering, Nanyang Technological University, Singapore
- College of Pharmaceutical Sciences, Zhejiang University, Hangzhou, Kina
- University of Dundee, Ninewells Hospital, Medical School, Dundee, Skottland
- Institutt for otolaryngologi, translasjonsforskningsprogram for infeksjonssykdommer, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore
- Avdeling for respiratorisk og kritisk omsorgsmedisin, Singapore General Hospital, Singapore
- Avdeling for respiratorisk og kritisk omsorgsmedisin, Tan Tock Seng sykehus, Singapore
- Avdeling for respiratorisk og kritisk omsorgsmedisin, Changi General Hospital, Singapore
- National University of Malaysia, Kuala Lumpur, Malaysia
- Avdeling for luftveismedisin og kritisk pleie, Peking University Shenzhen Hospital, Shenzhen, Kina
- Priority Research Center for Healthy Lungs, Hunter Medical Research Institute, School of Medicine and Public Health, University of Newcastle, NSW, Australia
- Avdeling for luftveis- og søvnmedisin, John Hunter Hospital, New Lambton Heights, NSW, Australia
- Woolcock Institute of Medical Research, University of Sydney, Australia
- School of Life Sciences, University of Technology Sydney, Australia
- Singapore Center for Environmental Life Sciences Engineering (SCELSE), Nanyang Technological University, Singapore
- School of Biological Sciences, Nanyang Technological University, Singapore
- Institutt for miljøvitenskap og ingeniørvitenskap, Fudan University, Shanghai, Kina