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人工髋关节植入物，膝关节植入物和导管易受感染：流经血液系统的细菌可以聚集在这些外来表面上并蹲下来增殖。现在，密歇根大学的研究人员与斯克里普斯研究所合作，发现人体内产生的蛋白质可以对抗这个问题。
当细菌聚集在表面上时，它们形成一个称为“生物膜”的保护层。这些生物膜由一种由细菌本身产生的称为“淀粉样蛋白”的蛋白质组成的支架结合在一起。细菌淀粉样蛋白与阿尔茨海默病患者大脑中的神经元结构相似，破坏了人们形成和回忆记忆的能力。
在假体上的细菌的情况下，生物膜保护细菌群体免受其环境的影响，包括医生可能开出的抗生素来攻击感染。在一项新的研究中，研究人员发现人类生产的一种叫做转甲状腺素蛋白(TTR)的蛋白质可以抑制大肠杆菌中淀粉样蛋白和生物膜的形成，这是人类常见的细菌菌株。
该团队包括分子，细胞和发育生物学教授，Matthew Chapman;TSRI分子医学教授Joel Buxbaum;第一作者，查普曼实验室的博士后研究员Neha Jain在“美国国家科学院院刊”上发表了他们的研究成果。
“生物膜对生物膜最重要的健康影响之一就是导管。在你试图放入人体的任何一种装置中，都会形成生物膜，”分子，细胞和发育生物学教授查普曼说。“这是一个巨大的，巨大的问题，因为导管插入几天，细菌可以在设备上形成生物膜，这可能导致严重的感染。”
该团队研究了TTR如何与尿路感染中发现的大肠杆菌菌株相互作用。在UTI中，细菌菌株沉降到膀胱中，形成生物膜群落。生物膜中的细菌将自身包裹在一层淀粉样蛋白纤维中，有助于保护它们免受环境中的压力。大肠杆菌淀粉样蛋白由称为CsgA的蛋白质组成。
当研究人员混合纯化的TTR和CsgA时，CsgA无法制备保护性淀粉样蛋白。消除细菌对其环境的关键防御可以使身体更有效地对抗感染。
“如果细菌不能在生物膜中结合在一起，就可以更容易地打破个别的枝条而不是捆绑。”同样，如果细菌没有在生物膜中结合在一起，细菌感染可以得到更有效的治疗。“我们发现TTR可以防止在致病性大肠杆菌菌株以及其他细菌菌株中形成生物膜。”
长期研究TTR的Buxbaum指出，在某些情况下，TTR本身可以形成淀粉样蛋白纤维，正是这种能力使TTR具有结构特征，可以阻断其他蛋白质(如CsgA)对淀粉样蛋白的形成。
根据美国整形外科医师学会的数据，每100名接受髋关节或膝关节置换术的人中就有一人会感染。2001年的一项研究发现，重症患者中95%的尿路感染可以追溯到他们的导管，而87%的血流感染来自留置血管导管，86%的肺炎病例与机械呼吸机相关。
“有可能产生或基于这些蛋白质相互作用的产品可以减少药物中的这个问题，生物膜在植入体内的许多人造表面上形成，”Buxbaum说。“我们可以用这种蛋白质浸渍这些表面，这样它们就不会形成这些生物膜，并且更容易用抗生素治疗这些感染。”
Chapman和Buxbaum说实施这项工作需要更多的研究，但这一举措有助于防止植入物感染以及抗生素耐药性。
查普曼说：“如果你可以针对这种阻力，宿主可能能够清除感染。”“你也可能会开出较低剂量的抗生素，或缩短抗生素的使用时间，这些都是好事。”
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