应雨妍 应雨妍

科技点亮生活

小孩子一发烧,家长往往都十分紧张,因为发烧可能只是表面,内在的感染才是治疗中需要歼灭的“大boss”。在医生学者们的科普中,大家应该也都知道了感染要分清是病毒感染和细菌感染,才能对症下药。说起对症下药,就不得不提到抗生素的使用,抗生素只对细菌有效,对病毒却束手无策。

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过去因为知识的不普及等等原因,抗生素的滥用尤为严重,虽然现在大家都更为注意这个问题,但是长久以来养成的用药习惯让我们还是不够重视。过去的几年间,由于肠道微生物研究的大热,许多研究人员也发现了抗生素对肠道微生物有着十分大的影响,特别是在婴儿时期——最初开始塑造菌群的关键时刻。

 

2012年,纽约大学的Martin Blaser教授在《自然》杂志上发表文章称,生命早期的抗生素治疗会改变幼儿体内一些激素的水平,同时影响与糖类和脂类代谢相关的一些基因的表达。

专注于这个领域的Blaser教授在2014年又在《细胞》杂志上发表了研究成果,他发现连续4周低剂量的抗生素虽然没有减少实验小鼠肠道菌群的多样性,却抑制了本该是其中优势种群的增长,使得肠道菌群的生长构成“偏离了原本的轨道”。而在生长过程中,小鼠的生长速度、骨矿物质含量都发生了改变,体重也迅速增长。这两个研究告诉我们,在幼儿时期,随意使用抗生素对宝宝们的影响可能是要持续终生的!

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因此,“好钢用在刀刃上”,在需要使用抗生素的时候使用,这种规范用药是在生病时对孩子们最好的保护。现在的小孩子们还是要“幸福”一些,一旦发烧,出现感染症状,儿科的医生们会在检验后确定是哪种类型的感染,决定如何用药。现在医院通常都是用验血的办法来确定,根据白细胞、中性粒细胞和淋巴细胞的数量来判断。不过,也有许多科学家认为,这样的判断不够准确,如果有更精准的检测方法的话,就能帮助医生拯救更多的小患者们。

 说巧不巧,有两项关于诊断感染类型的研究同期发表在了《美国医学学会》杂志上,其中一项是由来自哥伦比亚大学、俄亥俄大学、匹兹堡儿童医院等众多机构的研究人员合力完成的。研究首先指出,用传统的抽血方法来判断发烧儿童是否有细菌感染的假阳性率高达10%,假阴性率则更高,而他们使用的方法是分析感染时宿主体内部分基因的表达模式。研究人员提出,微生物病原体会引起特定的宿主反应或者说是“RNA生物特征”。

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这项研究从2008年开始,历时3年,共包括1883位发烧的婴儿,这些婴儿的年龄都不到两个月。研究人员在他们中随机选择了279名,其中包括89名细菌感染引起的发烧,32名菌血症(血液中出现微生物,主要发生在炎症早期阶段),15名尿路感染以及190名未查出细菌感染的婴儿,作为对照的还有19名健康的未发烧婴儿。

研究人员随机抽取发烧的婴儿与健康婴儿对比进行了RNA生物特征分析,分析结果显示,有66个基因具有“为感染分类的功能”。对于细菌感染的发烧婴儿,它们在RNA生物特征的炎症模块中存在明显过表达,而干扰素模块则几乎没有过表达现象;对于非细菌感染的发烧婴儿,干扰素模块存在明显的过表达,炎症模块只有轻微的过表达现象,这一方法的灵敏度也达到了94%。[1]

Prashant Mahajan博士
Prashant Mahajan博士

 

虽然能够降低假阳性和假阴性的概率,但是作为一个初步的研究,它目前只能有效判断两个月以下婴儿是否有细菌感染。尽管如此,文章的第一作者Prashant Mahajan博士还是对他们的研究很有信心,他认为,随着技术的进步,RNA生物特征判断法将会成为现有传统方法的替代,结果也将更为精确。

不同于第一项研究,另一项研究的重点在于区分细菌感染和病毒感染。研究是由帝国理工大学领导的,他们发现了两个特殊基因IFI44L和FAM89A,这两个基因在儿童发生细菌感染时会被激活。这项研究耗时更长,从2009年一直到2013年才结束,发热儿童的病例则取自英国、西班牙、荷兰和美国四个国家。这项研究的病例数量相比前者要少,只有240例,平均年龄在19个月。

 

研究人员使用传统方法确定了其中有52例细菌感染,这52例中有36例较为严重,需要重症监护;另外92例为病毒感染,其中有32例需要重症监护,剩下的96例是传统方法不能确定的。

研究人员对这些孩子们进行了RNA全血基因转录检测,这两个基因在细菌感染状态下,表达量增加。在240个小患者中,研究人员选取了130个作为验证组,其中有23个是细菌感染,28个是病毒感染,另有79个是不确定的类型。

使用基因检测的方法判断之后,细菌感染组结果100%重合,而28例病毒感染中有27例重合,正确率达到96.4%,同时也诊断出了不确定类型中有46%为细菌感染,剩下的都是病毒感染。除了区分病毒性感染和细菌性感染外,它还能将细菌性感染与系统性红斑狼疮和幼年特发性关节炎等疾病区分开来。

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我们能看到,这项技术的准确率是十分高的,不过研究人员也指出了它的局限性,除了实验人数不够庞大外,太多的重症儿童掺杂其中,对不同感染程度的小患者是否能有同样高准确率的检测结果没能在试验中进行验证。虽然如此,但是相信经过之后的验证,加上它潜在的低成本、快速大量的分析仍然提示科学家们,它是有成为新检测方法的潜力的。[2]

 

两个研究的初衷都是避免滥用抗生素,只有更精准的检测方法被广泛的推广和使用,才能不让将来的婴儿们也暴露在滥用抗生素的危险环境中。《美国医学学会》杂志的主编Howard Bauchner博士也在另一篇评论文章中提到,如果两个研究小组的研究都能得到改进、细化以及大量可复制的结果的话,这对降低许多疾病的发病率、死亡率都将有极大的贡献,当然这也是社会关爱儿童的一个重要体现。[3]希望这一天能够早日到来。

参考文献:

[1] Mahajan P, Kuppermann N, Mejias A, et al. Association of RNA Biosignatures With Bacterial Infections in Febrile Infants Aged 60 Days or Younger[J]. JAMA, 2016, 316(8): 846-857.

[2] Herberg J A, Kaforou M, Wright V J, et al. Diagnostic Test Accuracy of a 2-Transcript Host RNA Signature for Discriminating Bacterial vs Viral Infection in Febrile Children[J]. JAMA, 2016, 316(8): 835-845.

[3] Bauchner H. Genetics and the Evaluation of the Febrile Child[J]. JAMA, 2016, 316(8): 824-825.

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