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Salk研究所該課題成員：Michelle Lee，Alexandria Palaferri Schieber，Janelle Ayres，圖片來(lái)自源網(wǎng)站
隨著人們對(duì)耐抗生素的"超級(jí)細(xì)菌"關(guān)注度逐漸提升，Salk研究所的科學(xué)家們也許找到了能夠解決這一難題的辦法——即腸道部位寄生的、有時(shí)會(huì)移動(dòng)到其它器官組織的"超級(jí)英雄"細(xì)菌。這些細(xì)菌能夠減輕感染帶來(lái)的長(zhǎng)期負(fù)面效應(yīng)。
在最近一期發(fā)表在《Science》雜志上的一篇報(bào)告類文章中，salk研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)小鼠微生物組中的一類大腸桿菌能夠提高小鼠對(duì)肺部以及腸道感染的耐受性，具體體現(xiàn)在一般小鼠在受到感染時(shí)肌肉組織會(huì)出現(xiàn)消解，這一類細(xì)菌能夠有效阻止這種情況的發(fā)生。如果人類體內(nèi)能夠找到具有相似特征的細(xì)菌，我們就有辦法治療由抗生素耐受性細(xì)菌引發(fā)的感染類疾病，比如膿毒癥等。
"一直以來(lái)，我們對(duì)于治療微生物感染的方案都集中在消除這些微生物上，然而真正具有致命性的并不是微生物感染本身，而是感染進(jìn)一步引發(fā)的副效應(yīng)。"該研究的主要作者，來(lái)自salk研究所的助理教授Janelle Ayres說(shuō)到。
“我們的研究證明，對(duì)于一些損傷的阻止，比如肌肉消解癥狀，能夠明顯延緩感染造成的長(zhǎng)期性危險(xiǎn)”。如果我們不對(duì)這些細(xì)菌趕盡殺絕，它們也不會(huì)快速地進(jìn)化從而變成我們都無(wú)能為力的超級(jí)細(xì)菌。
抗生素曾經(jīng)是世界上最有效、最具革命性的藥物，然而由于在強(qiáng)烈的藥物刺激壓力下，細(xì)菌發(fā)生著快速的進(jìn)化，如今也達(dá)到了其極限?？股啬退幮缘娘@現(xiàn)使得人類健康再一次面臨感染的威脅，自抗生素發(fā)現(xiàn)以來(lái)一度被認(rèn)為是輕而易舉可以治愈的疾病如今也再次成為了我們的噩夢(mèng)。最近一項(xiàng)研究指出：美國(guó)醫(yī)院中發(fā)生的感染，其中一半的致病菌對(duì)常規(guī)的抗生素都是十分耐受的。
根據(jù)美國(guó)疾病預(yù)防控制中心的報(bào)告，僅在美國(guó)范圍內(nèi)，每年有將近200萬(wàn)人受到耐藥菌感染，其中23000因此死亡。
"抗生素曾經(jīng)是醫(yī)藥界了不起的成就，然而利用藥物對(duì)細(xì)菌進(jìn)行殺滅具有其天然的弱點(diǎn)"，這項(xiàng)研究共同作者，來(lái)自Ayres的科研助理Alexandria Palaferri Schiebe 說(shuō)到："大多數(shù)研究者們至今仍在一門心思地尋找新的抗生素，然而這只是在為醫(yī)生與細(xì)菌之間的軍備競(jìng)賽火上澆油。立足于疾病的耐受，即主要抑制這些疾病對(duì)人體造成的損害而不去管致病菌本身，才是有希望的一條新路"。
致力于解決感染等一系列問(wèn)題，Ayres團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向了微生物組。在人體內(nèi)，微生物的細(xì)胞數(shù)量甚至是體細(xì)胞的10倍，其總重量達(dá)到了體重的3%。盡管如此，這些微生物對(duì)我們?nèi)梭w的發(fā)育，以及與免疫系統(tǒng)的關(guān)系究竟如何還不清楚。
Ayres從研究生時(shí)期就開始從事這方面的研究，她猜想腸道的微生物群體中可能包含著能夠保護(hù)機(jī)體免受感染損傷的細(xì)菌類別。"已經(jīng)有很多證據(jù)支持這一觀點(diǎn)，但至今仍沒有任何一株細(xì)菌被鑒定，確認(rèn)對(duì)機(jī)體有保護(hù)作用"。
基于這一背景，他們以小鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過(guò)篩選，他們發(fā)現(xiàn)有部分小鼠對(duì)感染引發(fā)的肌肉組織消解十分耐受，通過(guò)比較這一類特殊的小鼠與普通小鼠體內(nèi)的微生物群體，他們發(fā)現(xiàn)一類大腸桿菌菌株只在耐受型小鼠體內(nèi)出現(xiàn)。當(dāng)普通的小鼠通過(guò)飼喂定殖這一類大腸桿菌后，它們也獲得了在感染期間肌肉組織消解損傷的耐受性。
下一步，他們希望研究這一類細(xì)菌是通過(guò)怎樣的方式使小鼠獲得這一耐受特征的。通過(guò)與同研究所的Ronald Evans實(shí)驗(yàn)室合作，他們發(fā)現(xiàn)：在感染期間，大腸桿菌從腸道遷移到脂肪組織，從而介導(dǎo)了肌肉組織的保護(hù)效應(yīng)。
一般情形下，肺部或腸道感染的小鼠體內(nèi)IGF-1（insulin-like growth factor 1）激素水平會(huì)下降，這一激素是維持肌肉質(zhì)量的主要信號(hào)分子。然而，保護(hù)性的大腸桿菌能夠激活I(lǐng)GF-1信號(hào)通路，使IGF-1保持在一個(gè)正常的水平，因此盡管在感染期間依然保持了穩(wěn)定的肌肉質(zhì)量。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)大腸桿菌維持體內(nèi)IGF-1含量的方式是基于細(xì)胞內(nèi)一個(gè)叫做"炎癥小體"的蛋白質(zhì)復(fù)合體實(shí)現(xiàn)的。在炎癥反應(yīng)過(guò)程中，炎癥小體介導(dǎo)了下游炎癥因子的釋放。大腸桿菌利用相同的信號(hào)"提醒"機(jī)體異常狀況的出現(xiàn)，從而保持了IGF-1的水平。
這一"超級(jí)英雄"細(xì)菌在人類體內(nèi)是否存在目前還不清楚，Ayres團(tuán)隊(duì)目前正在質(zhì)粒與研究該大腸桿菌的"藥效"維持時(shí)間，以及人類體內(nèi)是否存在這一類細(xì)菌。
目前仍有許多問(wèn)題需要解釋，不過(guò)這對(duì)于醫(yī)藥研究提供了新的思路，即微生物也許可以作為藥物進(jìn)行使用。
生物谷推薦英文原文報(bào)道：
‘Superhero’ microbiome bacteria protect against deadly symptoms during infection
