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Taking the bite out of Lyme disease

New studies offer insight into disease’s treatment, lingering symptoms 2025年4月25日 | By Win Reynolds Hand with a deer tick on it Northwestern University的科学家们发现了一种抗生素,它能以当前“金标准”疗法剂量的一小部分治愈Lyme disease,并发现了治疗后的感染可能在患者身上模拟慢性疾病的原因。

Lyme disease是一种由鹿蜱在感染动物(如鹿和啮齿动物)身上叮咬后,再叮咬人类传播的疾病,每年影响美国近50万人。Lyme disease可能具有毁灭性;但早期使用抗生素治疗可以预防心脏和神经问题以及关节炎等慢性症状的发生。

最新进展

在细菌学家Brandon L. Jutras领导的两项新研究中,Northwestern University的科学家们发现了一种抗生素,它能以当前“金标准”疗法剂量的一小部分治愈Lyme disease,并发现了治疗后的感染可能在患者身上模拟慢性疾病的原因。这些研究发表在《Science Translational Medicine》杂志上。

Jutras去年夏天加入Northwestern University,是Northwestern University Feinberg School of Medicine微生物学-免疫学副教授,也是Northwestern人类免疫生物学中心成员。他研究Lyme disease已有15年以上。

超越金标准

抗生素doxycycline是目前Lyme disease的黄金标准疗法。然而,doxycycline和其他非专利抗生素会对微生物群造成严重破坏,杀死肠道中的有益细菌,并在杀死引起Lyme disease的细菌_Borrelia burgdorferi_ 的同时引起令人不安的副作用。除了对肠道的负面影响外,doxycycline对10%到20%的服用者也无效,并且未获准用于幼儿——而幼儿是蜱虫叮咬的高危人群,因此也是Lyme disease的高危人群。

由于气候变化延长了蜱虫的活动季节,并且Lyme disease变得更加普遍,因此需要更有效或至少更明确的治疗方案。

Northwestern University的科学家发现,piperacillin,一种与青霉素同类的抗生素,以低于doxycycline有效剂量100倍的剂量,有效地治愈了小鼠的Lyme disease。 根据该研究,如此低的剂量,piperacillin还具有“几乎不影响常驻肠道微生物”的额外益处。

该团队在一个药物库中筛选了近500种药物,使用分子框架来了解抗生素和Borrelia细菌之间的潜在相互作用。一旦小组有了一个潜在药物的简短列表,他们就会进行额外的生理、细胞和分子测试,以识别不影响其他细菌的化合物。

作者认为,piperacillin已经获得FDA批准,是一种安全的肺炎治疗方法,它也可能是对那些可能接触过Lyme disease(已知被鹿蜱叮咬)的人的先发干预的候选药物。

他们发现,piperacillin专门干扰Lyme细菌常见的异常细胞壁合成模式,阻止细菌生长或分裂,并最终导致其死亡。

了解Lyme disease何时持续存在

Lyme disease治疗后长期存在的症状并不少见——一项2022年的研究发现,14%的早期诊断并接受抗生素治疗的患者仍然会发展成治疗后Lyme disease (PTLD)。然而,医生们对这种情况的原因以及如何帮助患者应对从严重疲劳和认知挑战到身体疼痛和关节炎的各种症状感到困惑。

Northwestern University的科学家们认为他们现在知道是什么导致了治疗后的感染模拟慢性疾病:身体可能对Borrelia细胞壁的残余物产生反应,这些残余物在治疗过程中分解,但仍然留在肝脏中。(根据Jutras的说法,这与长期COVID-19的潜在原因背后的一个理论相符,即持续存在的病毒分子可能会鼓励强烈但不必要的免疫反应。)

另一项新的研究中,研究人员追踪了来自不同细菌的肽聚糖(几乎所有细菌细胞的结构特征,也是抗生素的常见靶标)的生物分布。他们发现Lyme disease的肽聚糖持续存在数周至数月。

Lyme disease的肽聚糖在结构上是独特的,这种差异可能是其在人类中持续存在的原因。Lyme肽聚糖的根本不同,它与来自其他细菌的肽聚糖看起来并不相同,这部分是通过从其蜱虫媒介中吸收糖分来实现的。通过抗生素或免疫系统杀死细菌细胞后,存活的分子往往会转移到肝脏,而肝脏无法处理修饰的肽聚糖。如果没有这种修饰,似乎肽聚糖会像其他感染一样立即清除。

Jutras说:“Borrelia肽聚糖的异常化学特性会促进持久性,但是个体患者对该分子的反应可能会影响总体临床结果。” “有些患者的免疫反应会更强大或更强,这可能会导致更糟的疾病结果,而另一些患者的免疫系统可能会在很大程度上忽略该分子。因此,从本质上讲,这与分子是否存在无关,而更多地与个体如何对分子做出反应有关。”

下一步是什么

Jutras希望这项开创性的发现能够导致更准确的测试方法的开发,可能针对PTLD患者,并改进抗生素失效时的治疗选择。为了有效地阻止PTLD,而不是中和可能不再存在的感染,目前正在努力中和炎性分子。

Lyme disease的预防仍然是一个挑战——没有获得批准的人类疫苗——Jutras希望他未来的研究将有助于开发主动策略来诊断和治疗它。

Jutras说:“我认为Lyme disease患者的未来是光明的,因为我们正迈向个性化医疗的时代,并且我们有可能创造出一种特定的药物或组合来治疗Lyme disease,并在其他方法失败时进行治疗。” “我们对引起Lyme disease的Borrelia的各种菌株和物种的了解越多,我们就越接近定制方法。”

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