Science Advances：人造膀胱可以发现引起尿路感染的细菌

这项研究发表在《科学进展》杂志上，是首次使用复杂的人体组织模型来探索六种常见的导致尿路感染的物种的宿主和病原体之间的相互作用。这些发现表明，目前在大多数卫生保健系统中使用的“一刀切”的诊断和治疗方法是不够的。

尿路感染是一个日益严重的问题，全球每年约有4亿例尿路感染病例，估计有25万例尿路感染相关死亡与抗菌素耐药性有关。尽管尿路感染通常被认为是一种简单的细菌感染，但25-30%的尿路感染在抗生素治疗后6个月内复发，原因尚不清楚。

尿路感染是一种主要影响女性的疾病，历史上对其研究不足，资金不足，自亚历山大·弗莱明近一个世纪前发现抗生素以来，没有引入任何改进的抗感染治疗方法。诊断主要依靠中游尿培养法(试纸试验)，这是一种20世纪早期的技术，已知会漏诊许多感染。

在这项研究中，UCL的研究人员开发了能够模拟人类膀胱组织生物环境和功能的三维细胞模型，以便在尽可能接近人体的条件下观察宿主与病原体之间的相互作用。这些“迷你膀胱”暴露于人类膀胱中常见的六种细菌:大肠杆菌、粪肠球菌、铜绿假单胞菌、神奇变形杆菌、无乳链球菌和肺炎克雷伯菌。

该研究的资深作者、伦敦大学学院医学部的詹妮弗·罗恩教授说:“我们对各种尿路感染细菌种类和菌株进行了测试，发现了多样性的战场。”其中一个关键的观察是坚持的重要性。如果你想成为一个成功的病原体，你必须有一些策略来帮助你在治疗中幸存下来，并躲避巡逻的免疫细胞，这意味着你可以活到另一天。

“一些‘好’和‘坏’细菌在膀胱壁内形成了荚果，很可能是在这种恶劣环境中生存的一种方式。”如果这发生在一个友好的bug上，这不是问题。但如果细菌引起感染，这就给诊断和治疗带来了严重的问题，因为细菌不一定会在尿液样本中被检测到，也不一定会在口服抗生素可以到达的地方。”

该研究还发现，人类细胞非常善于区分有益细菌和不那么有益的细菌，而不管它们是否能侵入膀胱壁。所有被测试的“坏”细菌都触发了免疫分子的产生，称为细胞因子，以及膀胱壁顶层的脱落，而“好”细菌可以在膀胱壁上定居，而不会引发免疫反应。

这项研究的第一作者、来自伦敦大学学院医学系的卡洛斯·弗洛雷斯博士说:“根据我们的研究结果，下一代尿路感染的诊断方法可以专注于根据身体的反应来识别‘坏’细菌，而不是试图在微生物群的背景噪音中发现问题细菌的存在。”人类膀胱里有很多种类和菌株的细菌，我们还没有完全了解，但身体似乎很擅长区分朋友和敌人。”

研究结果表明，持久尿路感染的有效治疗可能需要穿透人体组织的能力，以便到达居住在膀胱壁的细菌群。伦敦大学学院的一个分支机构AtoCap目前正在开发将药物输送到细胞内的方法，以靶向隐藏在细胞内的病原体。

罗恩教授总结道:“这项研究证实了许多与持续性尿路感染作斗争的女性已经知道的事情，即目前诊断和治疗这些感染的方法是不够的。

“尿试纸测试很可能会漏掉隐藏在膀胱壁中的感染，尤其是当患者对不适的第一反应是喝大量的水，这会稀释测试结果。”并不是所有的细菌都能在实验室培养，即使可以，也不能告诉我们这种菌株是否是感染的原因，或者它在膀胱壁的位置是否会使标准的三天抗生素疗程不太可能根除它。”

来自赫特福德郡的病人海伦·卢卡斯(Helen Lucas)已经与慢性尿路感染斗争了好几年，她说:“在我的尿路感染问题出现之前，我只是认为住在英国你可以去看医生，接受处方治疗，然后好转。”我很震惊地发现，对尿路感染的检测和治疗，甚至是对这种疾病的认识，都是如此陈旧。

“如果我不直言不讳，我想我可能会患上一种未确诊的慢性尿路感染，无法完全过上我的生活。我知道其他人也在努力克服我曾经遇到过的障碍。研究尿路感染持续存在的原因是非常棒的，这有望带来更好的测试和治疗。”

“这项研究为我们的国家运动提供了明确的证据，以改善慢性持续性尿路感染的检测和诊断。”罗恩教授在这一领域的工作是向前迈出的至关重要的一步，应该帮助英国成千上万的女性获得有效的诊断和治疗膀胱慢性感染。”