致病菌吸附到腸道壁上的兩種視圖 (Credit: U-M - Nunez laboratory)
從發(fā)展中國家的小村莊到美國的郊外,，每年致死性的大腸桿菌都會使得數(shù)百萬人患病,，甚至使得許多兒童致死。如今來自密歇根大學健康中心的研究者研究指出,，在受害者體內(nèi)痢疾正在肆虐著機體腸道,，為此，研究者同時給出了如何解決這種問題的方法,。研究者指出,，細菌一般會生存在我們機體的消化道中，并且與外來入侵的細菌進行競爭,，比如說大腸桿菌可以幫助我們機體抵御外來入侵的細菌,。當然研究者也指出，入侵者可以利用特定的基因獲取暫時的上風,，并且引起機體感染以及別的癥狀,，這樣入侵者就可以在機體中繁殖，并且尋找到下一個宿主,。
研究者的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)刊登在了近日的國際著名雜志Science上,，文章中，作者給出了一些阻止或者治療腸出血性大腸桿菌和致病性大腸桿菌感染的方法,，這些大腸桿菌通常來自未煮熟的牛肉,、未滅菌的牛奶以及生水中，并且可以引起痢疾或者其他病癥,，可以使成年人患病,，使免疫力低下的小孩致死,。
研究者Gabriel Nunez指出，在我們的腸道中,，超過了1000種細菌以微生物群落的形式共生著,，文章中，作者表示,，這些共生的細菌以特定的方式和致病菌抗爭著,；然而這些致病菌卻通過特定的基因臨時占據(jù)上風。有害的細菌為了賴以生存的特定營養(yǎng)物質(zhì)和共生細菌之間不斷競爭,，有選擇性的移去營養(yǎng)物質(zhì),，因此在治療因為大腸桿菌感染的病人時，需要用多種不同靶位的抗生素進行聯(lián)合治療,。
研究者通過對檸檬酸桿菌（嚙齒類動物中和大腸桿菌一樣毒性的細菌）感染的小鼠進行研究,，研究中，研究者也設(shè)置了缺少正常腸道菌群的小鼠對照,。文章中,，研究者通過打開致病菌的毒力基因來使得這些細菌可以吸附到消化道的細胞上，這種吸附的能力允許致病菌在腸道細胞上進行吸附,，消耗營養(yǎng)物質(zhì),，不斷繁殖，并且引發(fā)感染,，但是這種狀態(tài)只能維持幾天,，一旦機體的免疫細胞發(fā)現(xiàn)，就會產(chǎn)生炎癥來作為機體受到致病菌感染的一個信號,。
研究者發(fā)現(xiàn),，當致病菌停止表達毒力基因的時候，這些致病菌便會從腸道壁上滑落,，進入共生細菌中,，與共生細菌爭奪營養(yǎng)物質(zhì)。一旦這些致病菌回歸到競爭狀態(tài),，意味著很多細菌就會死掉,，而且其后代也很難找到宿主生存下去，因此,，較好的衛(wèi)生狀況可以有效阻止致病菌的感染,，但是一旦致病菌感染了我們機體，更好地理解致病菌如何和機體共生細菌競爭戰(zhàn)斗將會幫助更好的幫助我們,。
研究者Nunez和Eric Martens博士合作篩選出了不同的糖，如果在飲食中添加,，將會有效削弱致病菌的效應(yīng),，這就能合理解釋為什么小孩子和體弱的成年人在被感染后給予一定的糖類補充了。目前，研究者已經(jīng)申請了專利保護,，并且希望發(fā)明出特定的技術(shù)進入市場,，這項研究由國立衛(wèi)生研究院資助。（生物谷：T.Shen編譯）
doi:10.1126/science.1222195
PMC:
PMID:
Regulated Virulence Controls the Ability of a Pathogen to Compete with the Gut Microbiota
Nobuhiko Kamada1, Yun-Gi Kim1, Ho Pan Sham3, Bruce A. Vallance3, José L. Puente4, Eric C. Martens2, Gabriel Núñez1,*
The virulence mechanisms that allow pathogens to colonize the intestine remain unclear. Here, we show that germ-free animals are unable to eradicate Citrobacter rodentium, a model for human infections with attaching and effacing bacteria. Early in infection, virulence genes were expressed and required for pathogen growth in conventionally raised mice but not germ-free mice. Virulence gene expression was down-regulated during the late phase of infection, which led to relocation of the pathogen to the intestinal lumen, where it was outcompeted by commensals. The ability of commensals to outcompete C. rodentium was determined, at least in part, by the capacity of the pathogen and commensals to grow on structurally similar carbohydrates. Thus, pathogen colonization is controlled by bacterial virulence and through competition with metabolically related commensals.
