揭示腸道有益細菌抵抗危險的病原菌機制

2016年10月06日訊 抗生素拯救了上百萬人生命。但是它們往往同樣地殺死有益細菌和有害細菌，這會產(chǎn)生越來越大的抗生素耐藥性問題，這意味著它們也不是沒有不足之處。

與此同時，由有益的細菌組成的益生菌有潛力實現(xiàn)抗生素的益處，同時沒有它們的副作用。但是，在此之前證實它們功效的證據(jù)主要是道聽途說的，而且它們的作用機制人們也知之甚少。 依據(jù)兩項新的研究，來自美國洛克菲勒大學的研究人員證實由一種常見的腸道細菌產(chǎn)生的一種酶能夠保護線蟲和哺乳動物等動物的腸道免受有害細菌的攻擊，并且對它如何做到這一點提供重要的認識。

總之，他們的發(fā)現(xiàn)可能導致人們開發(fā)益生菌用于抵抗艱難梭菌（Clostridium difficile）等非常危險的病原菌，其中艱難梭菌是醫(yī)院獲得性感染的一種主要原因。相關研究結(jié)果近期分別發(fā)表在Science期刊和Science Immunology期刊上，論文標題分別為“A secreted bacterial peptidoglycan hydrolase enhances tolerance to enteric pathogens”和“Exploiting a host-commensal interaction to promote intestinal barrier function and enteric pathogen tolerance”。

一種具有治療潛力的細菌

研究人員著手研究屎腸球菌（Enterococcus faecium）在秀麗隱桿線蟲體內(nèi)的益生菌潛力。盡管屎腸球菌長期以來被用作牲畜中的一種益生菌，但是它的作用機制從來都不是清楚的。它遠不是用于人體內(nèi)的一種理想的益生菌：根據(jù)Science期刊論文第一作者Kavita Rangan的說法，屎腸球菌很容易在醫(yī)院環(huán)境中產(chǎn)生抗生素耐藥性，而且能夠在免疫系統(tǒng)受到破壞的人體內(nèi)產(chǎn)生危險的感染。

然而，在一系列實驗中，Rangan和她的同事們證實當喂食屎腸球菌時，秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）能夠更好地抵抗鼠傷寒沙門菌（Salmonella typhimurium）---一種腸道病原菌，入侵哺乳動物腸道內(nèi)壁上一層薄的上皮細胞---感染的有害影響。Rangan說，“沙門菌也能夠在腸道中定植，但是它不能夠?qū)е戮€蟲產(chǎn)生同樣的組織傷害，而且它也不會殺死它們?！?/p>

更重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)一種特定的由屎腸球菌大量分泌的被稱作SagA的酶足以保護線蟲和小鼠免受沙門菌破壞。他們發(fā)現(xiàn)即便當由一種不同的被稱作植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）的細菌產(chǎn)生時，SagA也在小鼠體內(nèi)發(fā)揮它的神奇作用，其中植物乳桿菌是一種完全無害的細菌，經(jīng)常用作一種治療人腸道疾病的益生菌，而且天然地棲息在從泡菜到人腸道在內(nèi)的環(huán)境中。

讓有益細菌變得更好

在一系列補充實驗中，Science Immunology期刊論文第一作者Virginia Pedicord和同事們也證實屎腸球菌保護小鼠抵抗鼠傷寒沙門菌。此外，他們證實屎腸球菌阻止這種病原菌穿過腸道上皮組織和侵入肝臟等其他器官。

這些實驗證實屎腸球菌并不是通過直接攻擊鼠傷寒沙門菌或者改變腸道中的其他細菌平衡來保護小鼠的。Pedicord說，“它并不殺死這些細菌，而且它也不清除腸道菌群。它僅僅阻止它們導致疾病?！彼忉尩?，它是通過在第一時間促進產(chǎn)生阻止病原菌接觸腸道上皮層的特定蛋白---這些蛋白是由腸道上皮細胞自身產(chǎn)生的---來實現(xiàn)這一點的。

研究人員證實，就像在秀麗隱桿線蟲中所觀察到的那樣，SagA單獨足以保護小鼠免受鼠傷寒沙門菌破壞。他們也鑒定出一系列受體和與先天免疫系統(tǒng)相關的抗菌肽，其中這些受體和抗菌肽是SagA酶發(fā)揮作用所必須存在的。

但是可能最為顯著的是，Pedicord和她的同事們證實當經(jīng)過植物乳桿菌進行運送時，SagA也保護小鼠免受艱難梭菌破壞。

因此，可能獲得一種不錯的能夠抵抗艱難梭菌同時避免與抗生素治療相關的問題的益生菌是一件值得歡迎的新聞。

Pedicord說，“這有時可能真正地幫助人類?！彼呀?jīng)正在小鼠體內(nèi)開展研究以便觀察SagA是否阻止艱難梭菌感染復發(fā)。

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