نگاهی به «گندخونی»، پرهزینه‌ترین بیماری جهان

ایسنا: پژوهش‌های جدید اهداف نوینی را برای کمک به مبارزه با گندخونی یا سپسیس که پرهزینه‌ترین بیماری در جهان لقب گرفته است، تعیین می‌کند.

بیماری سپسیس یا گندخونی نزدیک به ۵۰ میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار داده است. سپسیس یک وضعیت تهدید کننده حیات است که از واکنش بیش از حد بدن در برابر عفونت ناشی می‌شود و منجر به آسیب به بافت‌ها و اندام‌ها می‌شود.

اولین شواهد شناخته شده از سپسیس به بیش از ۲۷۰۰ سال پیش باز می‌گردد، زمانی که هومر شاعر یونانی آن را به عنوان مشتقی از کلمه «sepo» به معنی «من گندیدم» به کار برد.

سپسیس یا گَندخونی نوعی التهاب است که سراسر بدن را فرا می‌گیرد و به دلیل عفونت پیش می‌آید. علائم و نشانه‌های این بیماری شامل تب، افزایش تپش قلب، افزایش میزان تنفس و سردرگمی است. همچنین علائم دیگری نیز وجود دارند که در ارتباط با عفونت‌های خاصی از قبیل سرفه همراه با ذات‌الریه یا ادرار کردن با درد به همراه عفونت کلیه هستند. البته در افراد بسیار پیر و خیلی جوان که سیستم ایمنی ضعیفی دارند، ممکن است هیچ نشانه‌ای از عفونت خاص و کاهش دمای بدن وجود نداشته باشد یا دمای بدن به جای دمای بالای بدن در حالت طبیعی باشد.

برخلاف پیشرفت‌های چشمگیر در درک مکانیسم‌های ایمنی در پشت گندخونی، این بیماری همچنان یک نگرانی بزرگ پزشکی است و سالانه ۷۵۰ هزار نفر را در ایالات متحده و نزدیک به ۵۰ میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد. این بیماری در سال ۲۰۱۷ در سراسر جهان ۱۱ میلیون قربانی گرفت و همچنین گران‌ترین بیماری در ایالات متحده است که سالانه بیش از ده‌ها میلیارد دلار هزینه روی دست این کشور می‌گذارد.

الکساندر پولتوراک، استاد ایمونولوژی دانشگاه تافتس(Tufts) و هیلی موندلین، استادیار پژوهشی ایمونولوژی در این دانشگاه می‌گویند: ما پژوهشگرانی هستیم که نحوه تعامل انواع خاصی از باکتری‌ها با سلول‌ها را در طول عفونت مطالعه می‌کنیم. ما می‌خواستیم دقیقاً بفهمیم که چگونه یک پاسخ ایمنی بیش از حد می‌تواند منجر به اثرات مضر و حتی کشنده مانند سپسیس شود و در پژوهش‌های جدید منتشر شده خود، سلول‌ها و مولکول‌هایی را کشف کردیم که به طور بالقوه موجب مرگ در اثر ابتلا به این بیماری می‌شوند.

نقش TNF در خودایمنی و گندخونی

واکنش بدن به عفونت زمانی شروع می‌شود که سلول‌های ایمنی اجزای پاتوژن مهاجم را تشخیص می‌دهند. سپس این سلول‌ها، مولکول‌هایی مانند سیتوکین‌ها را آزاد می‌کنند که به از بین بردن عفونت کمک می‌کند. سیتوکین‌ها گروه وسیعی از پروتئین‌های کوچک هستند که سایر سلول‌های ایمنی را به محل عفونت یا آسیب جذب می‌کنند.

در حالی که سیتوکین‌ها نقشی اساسی در واکنش سیستم ایمنی دارند، تولید بیش از حد و کنترل نشده سیتوکین می‌تواند منجر به طوفان خطرناکی از ایجاد سیتوکین مرتبط با گندخونی شود. طوفان‌های سیتوکین برای اولین بار در زمینه بیماری پیوند در مقابل میزبان ناشی از عوارض پیوند دیده شدند. آنها همچنین می‌توانند در طول عفونت‌های ویروسی از جمله کووید-۱۹ رخ دهند. این پاسخ ایمنی کنترل نشده می‌تواند منجر به نارسایی چند اندام و در نهایت، مرگ شود.

در میان صدها سیتوکین موجود، «عامل تومور نکروز» یا TNF قوی‌ترین و بیشترین نمونه مطالعه‌ شده در ۵۰ سال گذشته است.

TNF نام خود را مدیون توانایی آن در وادار کردن سلول‌های تومور به مرگ در زمانی است که سیستم ایمنی توسط عصاره باکتری به نام سم کولی(Coley) تحریک می‌شود و این سم به نام پژوهشگری که آن را بیش از یک قرن پیش شناسایی کرد، نامگذاری شده است. این سم بعدها به عنوان لیپوپلی ساکارید یا LPS شناخته شد که جزء غشای خارجی انواع خاصی از باکتری‌ها است.

LPS قوی‌ترین محرک شناخته شده TNF است که پس از آماده شدن، به جذب سلول‌های ایمنی به محل عفونت برای از بین بردن باکتری‌های مهاجم کمک می‌کند.

در شرایط عادی، TNF فرآیندهای مفیدی مانند بقای سلولی و بازسازی بافت را ترویج می‌کند. با این حال، تولید TNF باید به شدت تنظیم شود تا از التهاب پایدار و تکثیر مداوم سلول‌های ایمنی جلوگیری شود. تولید کنترل نشده TNF می‌تواند منجر به ایجاد روماتیسم مفصلی و شرایط التهابی مشابه شود.

روماتیسم مفصلی شایع‌ترین بیماری التهابی سیستمیک مفاصل و جزء بیماری‌های خود ایمنی مزمن محسوب می‌شود. 

در شرایط عفونت نیز TNF باید به شدت تنظیم شود تا از آسیب بیش از حد بافت و اندام ناشی از التهاب و پاسخ ایمنی بیش‌فعال جلوگیری شود. هنگامی که TNF در طول عفونت کنترل نشود، می‌تواند منجر به گندخونی شود.

برای چندین دهه، مطالعات شوک سپتیک با بررسی پاسخ به LPS باکتریایی مدل‌سازی شد. در این مدل، LPS سلول‌های ایمنی خاصی را فعال می‌کند که باعث تولید سیتوکین‌های التهابی به ویژه TNF می‌شوند. این منجر به تکثیر بیش از حد سلول‌های ایمنی می‌شود که در نهایت منجر به آسیب بافت و اندام می‌شود. بنابراین پاسخ ایمنی بیش از حد قوی چیز خوبی نیست.

پژوهشگران نشان داده‌اند که مسدود کردن فعالیت TNF می‌تواند به طور موثری بسیاری از بیماری‌های خودایمنی از جمله روماتیسم مفصلی، آرتریت پسوریاتیک(ورم‌مفاصل پسوریاتیک) و بیماری التهابی روده را درمان کند. استفاده از مسدود کننده‌های TNF در دهه‌های گذشته به طور چشمگیری افزایش یافته است و به ارزش بازار تقریباً ۴۰ میلیارد دلاری رسیده است.

با این حال، مسدود کننده‌های TNF در جلوگیری از طوفان سیتوکین که می‌تواند از عفونت کووید-۱۹ و گندخونی ایجاد شود، ناموفق بوده‌اند. این تا حدی به این دلیل است که این TNF دقیقاً چگونه اثرات سمی خود را بر روی بدن ایجاد می‌کند، برخلاف سال‌ها تحقیق و پژوهش هنوز به درستی درک نشده است.

چگونه TNF می‌تواند کشنده باشد؟

مطالعه گندخونی ممکن است سرنخ‌هایی در مورد اینکه TNF چگونه میانجی واکنش سیستم ایمنی به عفونت می‌شود، ارائه دهد. مسدود کننده‌های TNF در شرایط التهابی حاد مانند گندخونی، کمتر قادر به مقابله با تولید بیش از حد TNF هستند. با این حال، مطالعات روی موش‌ها نشان می‌دهد که مسدود و خنثی کردن TNF می‌تواند از مرگ حیوان در اثر LPS باکتریایی جلوگیری کند.

اگرچه پژوهشگران هنوز دلیل این اختلاف را درک نکرده‌اند، اما این موضوع، نیاز به درک بیشتر چگونگی کمک TNF به سپسیس را برجسته می‌کند.

پژوهشگران می‌گویند، سلول‌های خونی ساخته شده در مغز استخوان یا سلول‌های میلوئیدی به عنوان تولیدکنندگان اصلی TNF شناخته می‌شوند. بنابراین ما مشکوک شدیم که آیا سلول‌های میلوئیدی نیز واسطه مرگ ناشی از TNF هستند یا خیر.

آنها می‌گویند: ما اول شناسایی کردیم که کدام مولکول‌های خاص ممکن است از مرگ ناشی از TNF محافظت کنند. هنگامی که به موش‌ها دوز کشنده‌ای از TNF تزریق کردیم، متوجه شدیم که موش‌های فاقد TRIF یا CD۱۴ - دو پروتئین که معمولاً با پاسخ‌های ایمنی به LPS باکتریایی و نه TNF مرتبط هستند-  بقای خود را بهبود می‌بخشند. این یافته به موازات پژوهش قبلی ما بود که این عوامل را به عنوان تنظیم کننده‌های یک مجتمع پروتئینی که مرگ و التهاب سلولی را در پاسخ به LPS کنترل می‌کند، شناسایی کرد.

آنها افزودند: در مرحله بعد، می‌خواهیم بفهمیم کدام سلول‌ها در مرگ ناشی از TNF نقش دارند. وقتی دوز کشنده TNF را در موش‌هایی که فاقد این دو پروتئین در دو نوع خاص سلول‌های میلوئیدی، نوتروفیل‌ها و ماکروفاژها بودند، تزریق کردیم، موش‌ها علائم گندخونی را کاهش دادند و بقای خود را بهبود بخشیدند. این یافته ماکروفاژها و نوتروفیل‌ها را به عنوان محرک‌های اصلی مرگ ناشی از TNF در موش‌ها معرفی می‌کند.

پژوهشگران در انتها گفتند: نتایج ما همچنین TRIF و CD۱۴ را به عنوان اهداف درمانی بالقوه برای گندخونی، با توانایی کاهش مرگ سلولی و التهاب نشان می‌دهد.