富含DHA鱼油补充剂对不同恶性疟原虫株(伯氏疟原虫NK65)诱导的实验性疟疾中肠道与肺部病变的差异效应

《ACS Omega》:Differential Effects of DHA-Rich Fish Oil Supplementation on Intestinal and Pulmonary Alterations in Experimental Malaria Caused by Plasmodium berghei NK65

【字体: 时间:2026年03月21日 来源:ACS Omega 4.3

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  为探究富含DHA的鱼油(ω-3)补充对特定疟原虫感染模型的疗效,研究人员以伯氏疟原虫NK65(PbN)感染的小鼠为对象,研究了其对肺部损伤(MA-ARDS)和肠道病变的调控作用。结果表明,虽然补充DHA鱼油能部分保护肠道形态,但未能改善肺部损伤结局。该研究凸显了ω-3补充剂的效应依赖于疟原虫株的致病特征,强调了在不同感染模型中验证干预措施的重要性。

  
疟疾,这种由疟原虫引起的致命寄生虫病,每年仍在全球夺走超过60万人的生命,其中急性呼吸窘迫综合征(MA-ARDS)是导致成人患者高死亡率的一种凶险并发症。面对这一严峻挑战,科学界一直在探索能够减轻感染相关损伤的辅助疗法。富含omega-3(ω-3)家族多不饱和脂肪酸,特别是二十二碳六烯酸(DHA)的鱼油,因其卓越的抗炎特性而备受关注。既往的研究,包括本文作者所在团队之前的工作,已经证明富含DHA的鱼油能够有效缓解由恶性疟原虫伯氏ANKA株(Plasmodium berghei ANKA, PbA)感染所引发的小鼠脑型和肺型疟疾。这似乎带来了一丝希望,但一个关键的知识空白也随之浮现:ω-3的这种免疫调节能力,在面对不同物种或不同株系的疟原虫感染时,能否一视同仁、普遍有效?或者说,针对特定菌株开发的干预策略,能否“放之四海而皆准”?为了解决这个疑问,并探究疟疾感染中“肠道-肺轴”(gut-lung axis)这一新兴的双向通讯概念,一组科研人员将目光投向了另一个能引发严重肺损伤的疟原虫株——伯氏疟原虫NK65株(Plasmodium berghei NK65, PbN),开展了一项深入研究,并将成果发表在了《ACS Omega》期刊上。
为回答上述问题,研究者采用了C57BL/6小鼠建立PbN感染模型。实验的关键技术方法包括:对小鼠进行富含DHA鱼油的灌胃补充;通过临床评分、血涂片计数和外周血分析评估感染进程与血液学变化;利用伊文思蓝染色、肺水肿称重和支气管肺泡灌洗(Bronchoalveolar Lavage, BAL)技术评估肺血管通透性和炎症;采用流式细胞术对肺组织浸润的免疫细胞(如T淋巴细胞、单核细胞)进行表型分析;通过酶联免疫吸附测定(ELISA)检测肺组织匀浆中炎症因子(如TNF-α, IFN-γ, IL-6, IL-10)的水平;通过肠道长度测量、荧光葡聚糖(FITC-dextran)通透性实验和组织病理学分析评估肠道结构与功能变化。
研究结果:
1. 富含DHA鱼油的膳食补充未改变感染的临床结局并与高循环寄生虫率相关
研究发现,无论是否补充DHA鱼油,感染PbN的小鼠都表现出进行性的临床恶化和100%的死亡率。令人意外的是,在感染后第9至11天,补充DHA组小鼠的血液寄生虫血症甚至显著高于未补充的感染组,表明在此模型中,DHA补充未能控制寄生虫增殖,反而在特定时间点加重了寄生虫负荷。
2. 富含DHA鱼油的膳食补充未减轻PbN感染在C57BL/6小鼠中引起的血液学和肺损伤
血液学分析显示,感染导致白细胞增多、红细胞、血小板、血红蛋白和血细胞比容显著减少,而DHA补充未能改善这些异常。在肺部,感染组小鼠表现出肺泡血管通透性增加、肺水肿以及BAL中蛋白浓度升高,这些典型的肺损伤指标在DHA补充组同样显著存在,且组织病理学检查显示两组均存在轻度至中度的炎症、血管内白细胞边缘化和肺泡间隔轻度增厚。这表明DHA补充未能保护肺部免受PbN感染引发的结构损伤和功能障碍。
3. 富含DHA鱼油的膳食补充未阻止C57BL/6小鼠感染PbN后肺部炎症细胞浸润和氧化应激
对BAL的分析显示,感染导致肺泡腔内总细胞数显著增加,其中巨噬细胞是主要的浸润细胞类型,DHA补充未能减少这种炎症细胞浸润。此外,BAL细胞产生的过氧化氢(H2O2)水平在感染组也升高,且补充DHA未改变此氧化应激指标,提示炎症细胞的过度激活未受抑制。
4. 富含DHA鱼油的膳食补充未改变PbN感染期间观察到的肺细胞表型谱
流式细胞术分析进一步证实,感染导致肺组织中各类免疫细胞(包括总白细胞、髓系细胞、炎性单核细胞、T淋巴细胞、CD4+T细胞和CD8+T细胞)数量均显著增加。有趣的是,DHA补充组甚至显示出总白细胞、髓系细胞和炎性单核细胞数量比未补充感染组更高的趋势,这与先前在PbA模型中观察到的DHA能减少这些细胞浸润的结果截然相反。
5. 富含DHA鱼油的膳食补充未改变实验性PbN感染诱导的肺部炎症反应模式
细胞因子检测发现,感染组小鼠肺组织中促炎因子TNF-α、IFN-γ、IL-6和抗炎因子IL-10的水平均显著升高。DHA补充同样未能改变这一细胞因子谱,表明其未能有效调节PbN感染引发的异常免疫应答平衡。
6. 富含DHA鱼油的膳食补充与PbN感染期间支气管肺泡灌洗细胞中脂质体形成减少相关
脂质体(lipid bodies)是类二十烷酸合成的场所。研究发现,PbN感染能诱导BAL细胞中脂质体数量小幅但显著地增加,而DHA补充则与这种细胞器形成的减少相关。这可能意味着类二十烷酸(如前列腺素)合成减少,或许与观察到的寄生虫血症增加有关。
7. 富含DHA鱼油的膳食补充可预防形态学改变但不影响PbN感染在C57BL/6小鼠中诱导的肠道通透性增加
在肠道方面,PbN感染导致了明显的肠道(包括小肠、结肠和盲肠)缩短。DHA补充完全预防了这种宏观形态学的改变。组织病理学也显示,补充DHA的感染组肠道组织完整性更好,病变更轻。然而,通过FITC-葡聚糖和伊文思蓝两种方法评估的肠道通透性在感染组均有所增加,尽管DHA补充组显示出降低的趋势,但未达到统计学显著性。这表明DHA能部分保护肠道结构,但对功能(通透性)的改善作用有限。
研究结论与讨论:
本研究得出了与团队先前在PbA感染模型中截然不同的结论:在PbN诱导的实验性疟疾中,富含DHA的鱼油补充未能减轻肺部损伤、炎症反应、氧化应激和不良的临床结局,尽管它显示出对肠道形态的部分保护作用。这一对比鲜明的结果具有至关重要的意义:它强有力地证明了ω-3脂肪酸等营养或免疫调节干预措施的效果具有“菌株依赖性”和“致病机制依赖性”。不同疟原虫株(如致脑型疟的PbA和致肺型疟/严重贫血的PbN)可能通过不同的免疫病理机制引发疾病,因此对同一干预措施会产生完全不同的反应。
研究还触及了“肠道-肺轴”在疟疾病理中的作用。虽然DHA对肠道的保护作用(防止缩短、减轻组织病变)未能转化为肺部的改善,但这并不否定该轴线的存在,而是提示在PbN模型中,肠道改变与肺损伤之间可能不存在直接的、主导性的因果关系,或者DHA通过该轴线产生的保护信号不足以抵消PbN感染引发的强烈肺内炎症。
此外,研究观察到DHA补充与感染早期寄生虫血症的短暂升高、以及脂质体形成减少相关,这提示ω-3可能通过影响类二十烷酸代谢等特定通路,在不同感染背景下产生复杂甚至相反的效果。例如,抑制某些具有免疫调节作用的前列腺素(如PGE2)的合成,可能不利于控制某些类型的感染。
总之,这项研究如同一记警钟,提醒我们在将实验室发现向临床转化时必须格外谨慎。它强调了在评估任何潜在的疟疾辅助治疗策略时,必须考虑不同疟原虫菌株病原学特征的多样性,并在多种实验模型中进行充分验证。盲目地将针对某一菌株有效的干预措施推广到所有疟疾类型,可能会是徒劳甚至有害的。未来的研究需要深入揭示不同疟原虫株独特致病机制的分子基础,以及ω-3等营养素与这些特定机制相互作用的精确方式,从而为实现更精准、个性化的疟疾治疗和管理策略奠定基础。
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