腸道細菌可以阻止蚊子傳播病毒性疾病

基孔肯雅病毒曾經(jīng)**于東半球，但自2013年在加勒比海地區(qū)發(fā)現(xiàn)攜帶這種病毒的蚊子以來，美洲已有數(shù)百萬人受到感染。大約一半的基孔肯雅病毒感染者從未出現(xiàn)過癥狀，而一些人會出現(xiàn)發(fā)燒和持續(xù)一周左右的關(guān)節(jié)疼痛，10%至30%的人則會出現(xiàn)持續(xù)數(shù)月或數(shù)年的衰弱性關(guān)節(jié)炎。

科學家們對為何這種疾病的嚴重程度差異如此之大了解甚少。在一項新的研究中，來自美國華盛頓大學圣路易醫(yī)學院的研究人員發(fā)現(xiàn)在小鼠中，腸道細菌可能發(fā)揮了作用。他們指出腸道微生物組存在缺陷的小鼠更不能夠控制基孔肯雅病毒感染。此外，給這些小鼠提供單一種類的細菌---或者它產(chǎn)生的化合物---改善了它們的免疫反應(yīng)，減少了它們血液中的病毒水平，降低了以受感染小鼠血液為食的蚊子感染這種病毒的幾率。相關(guān)研究結(jié)果于2020年7月14日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標題為“The Intestinal Microbiome Restricts Alphavirus Infection and Dissemination through a Bile Acid-Type I IFN Signaling Axis”。

這些研究結(jié)果表明，健康的腸道微生物組可能幫助降低嚴重基孔肯雅病的幾率，甚至可能通過破壞病毒從人到蚊子再到另一個人的傳播來減少社區(qū)傳播。

論文通訊作者、華盛頓大學圣路易醫(yī)學院醫(yī)學教授Michael S. Diamond博士說，“在許多病毒性疾病中，只有一部分被感染的人出現(xiàn)癥狀，我們并未真正理解其中的原因。在你的一生中，可能會發(fā)生一些事情，影響你的免疫系統(tǒng)，影響你是否能較早地阻止感染并有最輕微的癥狀，或者不能阻止它而發(fā)展成嚴重的疾病。我們發(fā)現(xiàn)，當小鼠沒有健康的腸道微生物組時，它們不僅會病得更重，而且以它們的血液為食的蚊子也更可能被感染。促進健康的腸道微生物組不僅對可能被感染的人有重要意義，而且對整個社會打破或減少傳播循環(huán)也有重要意義。”

腸道微生物組是指生活在腸道中的細菌群落。腸道細菌對通過消化道的一些物質(zhì)進行代謝和化學修飾，從而產(chǎn)生維生素和其他化合物作為副產(chǎn)物，隨后被細胞或其他微生物吸收，并幫助調(diào)節(jié)炎癥和身體對感染作出的反應(yīng)。

為了了解腸道微生物組是否會影響基孔肯雅病毒感染的嚴重程度，Diamond、Diamond實驗室研究生Emma Winkler及其同事們研究了沒有正常腸道微生物組的小鼠。他們使用了兩種小鼠：無菌小鼠，它們自出生以來一直在無菌條件下飼養(yǎng)，因此從未產(chǎn)生腸道微生物組；普通實驗室小鼠，它們受到兩種常用抗生素的混合物處理，以降低它們的腸道微生物組的復(fù)雜性。

這些研究人員用基孔肯雅病毒感染了無菌小鼠組和經(jīng)抗生素處理的小鼠組，以及一組作為對比的具有正常微生物組的實驗室小鼠。這種病毒在缺乏腸道微生物的小鼠中迅速增殖和傳播，在血液中和遠離感染部位的組織中達到很高的水平。進一步的實驗表明在沒有正常腸道微生物組的小鼠中，關(guān)鍵的免疫細胞受損。

僅引入一種細菌類型---人類腸道微生物組的一個正常成員，即梭狀芽胞桿菌（Clostridium scindens）---就能拯救這些小鼠的抗感染能力。梭狀芽胞桿菌通常不在小鼠中發(fā)現(xiàn)。但它在人體內(nèi)很常見，在那里，它能對肝臟中產(chǎn)生的膽汁酸進行修飾，從而產(chǎn)生一種影響免疫細胞的化合物。當這些研究人員將經(jīng)過修飾的膽酸單獨提供給缺乏正常微生物組的小鼠時，這可改善它們的免疫反應(yīng)，降低了血液和組織中的病毒水平。

Diamond說，“如果具有不健康的腸道微生物組會影響血液中的病毒水平，這就為血液傳播的病原體提出了一個有趣的問題：腸道微生物組的健康會影響傳播嗎？如果血液中的病毒較多，蚊子在吸食時更容易被感染，這是合乎情理的。”

為了檢驗這個想法，Diamond和Winkler用基孔肯雅病毒感染了三組小鼠。一組小鼠用抗生素處理以消除它們的腸道細菌，第二組小鼠先用抗生素處理，之后給它們提供梭狀芽胞桿菌，以重新在它們的腸道中定植這種細菌，第三組小鼠完全沒有接受抗生素處理，從而使得它們的腸道微生物組保持正常。這些研究人員在感染一天后提取它們的血液，并將提取出的血液提供給蚊子吃。吃抗生素處理過的小鼠血液樣本的蚊子有一半以上被感染，相比之下，只有不到三分之一的以具有正常微生物組或僅具有梭狀芽胞桿菌的小鼠血液為食的蚊子會被感染。

Diamond說，“有很多人的腸道中存在著不健康的腸道微生物組和不同程度的結(jié)合型膽汁酸。可能還有其他細菌比梭狀芽胞桿菌更擅長修飾可用來重新平衡腸道微生物組的膽汁酸。如果制造出這樣的益生菌，那么這可能是一種不僅能**限度地減少個體患病同時還能減少社區(qū)傳播的方法。”