医学
为什么尿道感染常见，但肾脏感染很罕见
研究发现，中性粒细胞生成的网状结构(NETs)可阻止细菌从膀胱迁移到肾脏，有效防止严重感染。
通常，尿道下部的感染很少蔓延到肾脏，但人体如何保护这对重要器官免受感染的具体机制一直是医学未解之谜，直到最近才得以揭晓。
英国剑桥大学的一支跨学科团队通过一系列精妙的实验破解了这一难题。Andrew P. Stewart博士及其团队发现，一种高度特化的生物结构中性粒细胞外网(NETs)在保护肾脏免受感染方面起到了至关重要的作用。
NETs是一种由纤细黏性纤维构成的网状结构，能够真实地充当“陷阱”，捕捉试图从尿路下部迁移至肾脏的细菌。这种防御机制增强了人体对抗感染的多种抗菌能力。
Stewart团队在《科学转化医学》上发表了令人信服的研究成果，证明这些网状免疫结构是防止感染的重要抗菌防线。研究不仅揭示了NETs在尿路中的存在，还回答了UTI研究中的一个长期悬而未解的问题：是什么保护了肾脏免受病原体侵害？
“研究结果突出了NETosis在防止尿道上行性感染中的作用，”Stewart作为研究的主要作者指出。他强调，NETosis指的是NETs的形成过程，能够阻止大肠杆菌、粪肠球菌和奇异变形杆菌等多种细菌从膀胱迁移到肾脏。研究重点关注了大肠杆菌，这是UTI最常见的致病细菌。
NETosis过程展现了人体生物学的奇妙之处，它展示了人体特别是免疫系统如何创造结构来捕捉病原体。在这一过程中，核心参与者是中性粒细胞，这是一种免疫细胞，在接收到信号后会经历一种特殊的细胞死亡方式。
当中性粒细胞死亡时，它会释放出DNA、组蛋白和颗粒蛋白，形成网状结构。大肠杆菌和其他细菌如同昆虫被蜘蛛网困住一般被捕捉。Stewart及其团队确认，即便是在健康人的尿液中，也能检测到NETs。
想象NETs时，可以把它想成蜘蛛网，但不是那种带露珠的精致几何图案，而是阁楼里更厚实的网状结构。NETs由中性粒细胞生成，是免疫系统中至关重要的细胞。与蜘蛛网的主要区别在于规模：蜘蛛网肉眼可见，而NETs则需借助强大的显微镜才能观察到。
需要说明的是，NETs并不能完全阻止UTI的发生，但它们可以有效防止感染蔓延至尿道的其他部位。剑桥团队的研究显示，这种机制帮助细菌局限于膀胱，保护了肾脏。
世界卫生组织估计，每年全球有数亿人受到尿路感染的影响。通常，这些感染局限于膀胱，但在极少数情况下，入侵的微生物会突破人体的免疫防线，沿尿道迁移到肾脏。
一旦肾脏受到感染，可能引发严重的并发症。但剑桥团队发现，这种情况的罕见性说明，人体拥有如NETosis等抗菌策略，能有效将细菌困在膀胱中，保护肾脏免受感染。
Stewart补充道：“尿道下部感染很常见，但很少发展成肾盂肾炎。”肾盂肾炎是指一种影响一个或两个肾脏的感染，通常伴有疼痛和强烈的炎症反应。医生强调，该病需要立即治疗，因为某些情况下它可能危及生命。
研究的一部分内容包括分析来自15名健康个体的尿液样本。科学家发现，每个样本中都存在一个突出的生物特征——NETs。这些结构与一种叫尿调素的蛋白质相互作用，有助于形成大规模的网状物，捕捉致病细菌。
研究团队在大肠杆菌引起的UTI小鼠模型中验证了这一发现。Stewart及其团队发现，一旦NETs的形成受到干扰，细菌就会入侵肾脏。
Stewart表示：“我们在健康人类尿液中发现了中性粒细胞外网，这是一种存在于尿路中的抗菌防御策略。”
此外，剑桥团队的实验还显示，检测UTI的常用方法白细胞酯酶试纸测试实际上是通过标记已释放NETs的中性粒细胞来工作的，而不仅仅是检测中性粒细胞的总数。
Stewart总结道：“这项研究不仅突出了NETosis的作用，还揭示了人们长期误解的尿液试纸检测机制背后的原理。”
本文译自 medicalxpress，由 BALI 编辑发布。