提及細(xì)菌，人們就會(huì)想起沙門(mén)氏菌、結(jié)核桿菌等很多致病細(xì)菌，但細(xì)菌也不全都是有害的，人體腸道內(nèi)就有很多益生菌一直在默默守護(hù)著我們，它們可以幫助消化食物、分泌一些我們不能合成的營(yíng)養(yǎng)素，增強(qiáng)我們的免疫力等。近日，斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，腸道菌群分泌的副產(chǎn)物可以幫助抵御致病的沙門(mén)氏菌。
沙門(mén)氏菌感染常常會(huì)引起感染者腹瀉，發(fā)燒和腹部絞痛，大多數(shù)病例是由受污染的食物引起的。根據(jù)美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心的數(shù)據(jù)，沙門(mén)氏菌每年導(dǎo)致大約120萬(wàn)例疾病，其中23,000例住院，450例死亡。
美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員近日發(fā)現(xiàn)了一種由腸道共生菌群分泌的副產(chǎn)物，可以幫助抵御沙門(mén)氏菌。該研究成果于2018年7月26日在線(xiàn)發(fā)表于Cell子刊 《Cell Host & Microbe》雜志上。
“人類(lèi)對(duì)細(xì)菌感染的反應(yīng)不同：有些人感染了細(xì)菌，有些人卻沒(méi)有感染；有些人因此患病了，有些人卻保持健康；有些人會(huì)傳播細(xì)菌，有些人卻可以將細(xì)菌清除。”微生物學(xué)和免疫學(xué)教授，該論文的通訊作者Denise Monack博士說(shuō)，“這些差異存在的原因一直是一個(gè)謎，而我們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)揭開(kāi)這一謎團(tuán)。”
Denise Monack博士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)從一項(xiàng)多年來(lái)在該領(lǐng)域得到認(rèn)可的觀(guān)察開(kāi)始著手：兩種近交系小鼠在被病原體感染后，其腸道中含有不同水平的沙門(mén)氏菌。 “的挑戰(zhàn)是確定為什么會(huì)發(fā)生這種情況，”論文第一作者，Amanda Jacobson博士說(shuō)。
首先，研究人員通過(guò)進(jìn)行糞便移植實(shí)驗(yàn)，確定沙門(mén)氏菌生長(zhǎng)的差異可歸因于每種小鼠腸道中細(xì)菌的天然組成。他們先給予小鼠抗生素以殺死其正常的腸道細(xì)菌，然后用其他小鼠的糞便替換這些小鼠的腸道微生物群落，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中一些小鼠對(duì)沙門(mén)氏菌感染具有了抗性。隨后，研究人員通過(guò)使用機(jī)器學(xué)習(xí)工具分析不同菌群中菌株的不同，來(lái)確定哪些微生物與沙門(mén)氏菌感染的抵抗力增加有關(guān)。
最后，他們找到了一種特殊的細(xì)菌，擬桿菌（Bacteroides），這種細(xì)菌在移植了對(duì)沙門(mén)氏菌具有保護(hù)作用的微生物群的小鼠腸道中更為豐富。擬桿菌在代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生短鏈脂肪酸，如甲酸鹽，乙酸鹽，丁酸鹽和丙酸鹽，并且在保護(hù)沙門(mén)氏菌生長(zhǎng)的小鼠中丙酸鹽水平會(huì)高三倍。
在隨后的研究中，他們發(fā)現(xiàn)該丙酸鹽對(duì)沙門(mén)氏菌的生長(zhǎng)有直接的影響：丙酸鹽會(huì)顯著降低細(xì)胞內(nèi)pH值，從而增加細(xì)菌開(kāi)始分裂和生長(zhǎng)所需的時(shí)間，并最終抑制了沙門(mén)氏菌的生長(zhǎng)。
“總的來(lái)說(shuō)，我們的研究結(jié)果表明，當(dāng)擬桿菌產(chǎn)生的丙酸鹽濃度很高時(shí)，沙門(mén)氏菌不能提高其內(nèi)部pH值，以啟動(dòng)促進(jìn)其生長(zhǎng)所需的細(xì)胞功能，”Amanda Jacobson博士說(shuō)， “當(dāng)然，我們想知道這在人類(lèi)身上是不是也能起到相同的作用，接下來(lái)的研究步驟將包括確定小分子丙酸的基本生物學(xué)特性以及它如何在分子水平上起作用。”
治療沙門(mén)氏菌感染有時(shí)需要使用抗生素，但這可能會(huì)使沙門(mén)氏菌引起的疾病或食物中毒病情變得更糟，因?yàn)樗鼈円矔?huì)殺死保持腸道健康的“好”細(xì)菌。而使用丙酸鹽治療這些感染可以克服這種局限。對(duì)此，Monack還補(bǔ)充說(shuō)：“減少抗生素的使用是丙酸鹽帶來(lái)的一個(gè)額外的好處，因?yàn)檫^(guò)量使用抗生素會(huì)增加微生物耐藥的風(fēng)險(xiǎn)。”
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