感染生物學(xué)腸道微生物有助于阻止沙門氏菌

腸沙門氏菌是一組桿狀細(xì)菌的名稱，可引起人類和其他動(dòng)物的胃腸炎。沙門氏菌感染會(huì)對(duì)某些高風(fēng)險(xiǎn)群體產(chǎn)生嚴(yán)重后果，例如嬰兒，幼兒，老年人和免疫系統(tǒng)功能受損的個(gè)體。大多數(shù)具有正常腸道微生物群(微生物群)補(bǔ)充的人通常很難應(yīng)對(duì)這種感染。

只有10-20%的病原體被攝入的病例 - 通常是通過(guò)受污染的食品 - 確實(shí)會(huì)導(dǎo)致感染。但是，負(fù)責(zé)抵抗沙門氏菌的腸道微生物群的成員在很大程度上是未知的。現(xiàn)在由LMU的B?rbelStecher教授領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員s Max von Pettenkofer公共衛(wèi)生研究所[也隸屬于德國(guó)感染研究中心(DZIF)]已發(fā)現(xiàn)一種保護(hù)小鼠免受鼠傷寒沙門氏菌血清型鼠傷寒沙門氏菌的細(xì)菌物種 - 這是德國(guó)發(fā)現(xiàn)的兩種最常見的致病亞種之一。新發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在期刊上細(xì)胞宿主和微生物。

在健康的人和小鼠中，胃腸道被多種細(xì)菌和其他微生物定植。這種“微生物組”可以保護(hù)宿主免受沙門氏菌感染，因?yàn)閮?nèi)源性成員會(huì)產(chǎn)生抑制物質(zhì)，占據(jù)所有可利用的生態(tài)位，并消耗大部分相關(guān)營(yíng)養(yǎng)素，如糖或蛋白質(zhì)，還有氧氣。為了確定健康腸道微生物組的組成，該微生物組賦予了對(duì)細(xì)菌感染的**保護(hù)，共同作者Sandrine Brugiroux和Debora Garzetti比較了幾組小鼠的微生物群。一組已被證明對(duì)沙門氏菌感染具有抗性，而其他組則對(duì)病原體敏感。

研究人員發(fā)現(xiàn)受保護(hù)小鼠的微生物組包括屬于Mucispirillum schaedleri的細(xì)菌，這些細(xì)菌不存在于其他組中。M. schaedleri屬于一大群細(xì)菌物種，其代表主要棲息在富含泥土或沉積物的環(huán)境中。其中，只有Mucispirillum spp。發(fā)生在溫血?jiǎng)游锶缧∈蠛腿祟惖奈改c道中。“它被認(rèn)為在人類微生物組中相對(duì)罕見，因?yàn)樗ǔ２粫?huì)在糞便樣本中發(fā)現(xiàn)，”Stecher說(shuō)。“然而，這是因?yàn)樗鼉?yōu)先定殖腸道粘膜層。在檢查黏膜活檢組織的研究中，50%的受試者發(fā)現(xiàn)了M. schaedleri。”

為了直接測(cè)試細(xì)菌是否與沙門氏菌的保護(hù)有因果關(guān)系，剛剛在Max von Pettenkofer研究所完成她的博士論文的Simone Herp利用了gnotobiotic(gnotos，希臘語(yǔ)：“已知”)小鼠模型，哪些微生物群可以被操縱。因此，可以將選擇的細(xì)菌物種引入這些小鼠中，使得其微生物群的組成被定義和已知。“我們產(chǎn)生了兩組小鼠，其中一組含有Mucispirillum schaedleri，而另一組特別缺乏它。我們實(shí)驗(yàn)性地感染了兩組沙門氏菌，并且能夠證實(shí)M. schaedleri與沙門氏菌感染的保護(hù)有因果關(guān)系，”施特歇爾。

進(jìn)一步的研究表明，M。schaedleri的保護(hù)作用可能取決于其成功地與沙門氏菌競(jìng)爭(zhēng)某些必需營(yíng)養(yǎng)素(如硝酸鹽)的能力。這種競(jìng)爭(zhēng)并不一定意味著后者的增長(zhǎng)率降低。然而，如果沒(méi)有足夠量的硝酸鹽，鼠傷寒沙門氏菌血清型鼠傷寒沙門氏菌無(wú)法表達(dá)其最重要的毒力因子，即III型分泌系統(tǒng)。結(jié)果，它們?cè)谀c道內(nèi)壁中誘導(dǎo)致病性變化的能力顯著降低。所涉及的主要毒力因子基本上是作為注射器起作用的分子機(jī)器，并且允許細(xì)菌將有毒蛋白質(zhì)注射到腸上皮細(xì)胞中。該系統(tǒng)使細(xì)菌能夠侵入這些細(xì)胞，從而導(dǎo)致炎癥和腸胃炎。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，新的結(jié)果可能導(dǎo)致開發(fā)預(yù)防胃腸道細(xì)菌感染的新策略。“但這將需要大量的進(jìn)一步工作，”斯特歇指出。“例如，我們?nèi)匀徊恢繫. schaedleri是否對(duì)腸道和人類健康有其他 - 并且可能是有害的影響。”