如果不及時治療,霍亂會在數(shù)小時內(nèi)導(dǎo)致患者死亡,每年患病人數(shù)多達(dá)400萬。在一項新的研究中,來自美國加州大學(xué)河濱分校的研究人員描述了腸道細(xì)菌如何幫助人們抵抗這種疾病。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2020年6月25日的Cell期刊上,論文標(biāo)題為“Interpersonal Gut Microbiome Variation Drives Susceptibility and Resistance to Cholera Infection”。
圖片來自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.05.036。
細(xì)菌生活在地球上的各個角落--甚至是人體內(nèi)部。加州大學(xué)河濱分校微生物學(xué)家Ansel Hsiao研究生活在我們體內(nèi)的細(xì)菌(統(tǒng)稱為人類微生物組)是否可以保護(hù)人們免受霍亂弧菌等外部細(xì)菌引起的疾病?;魜y弧菌生活在水道中并引起霍亂。
Hsiao的研究團(tuán)隊研究了孟加拉國人們的腸道微生物組,在這個國家,許多人因食物、水受污染和衛(wèi)生設(shè)施差而患上霍亂。Hsiao解釋說,“當(dāng)人們生病時,腹瀉會被沖入人們飲用的水系統(tǒng)中,這是一個負(fù)循環(huán)?!?br/>
他的團(tuán)隊想看看之前的感染或其他壓力,如營養(yǎng)不良,是否使人們更容易受到影響,相比之下,美國人沒有面臨這些相同的壓力。
Hsiao團(tuán)隊原本預(yù)計孟加拉國人的腸道微生物組將導(dǎo)致較高的感染率,但是這些研究結(jié)果讓他們感到吃驚。相反,他們看到感染率在兩個人群中的個體之間差異很大,這表明易感性是基于一個人的獨(dú)特腸道微生物組組成,而不是基于他們來自的地方。
霍亂弧菌大部分時間都在人類以外的水生環(huán)境中度過。它通常不會遇到膽汁,而哺乳動物在餐后會產(chǎn)生膽汁來幫助消化脂肪。
Hsiao說,“鑒于膽汁是人類和動物的腸道所特有的,包括霍亂弧菌在內(nèi)的許多微生物都進(jìn)化出了應(yīng)對膽汁的方法?!?br/>
一旦霍亂弧菌進(jìn)入人體,膽汁的存在和腸道缺氧就會觸發(fā)之前休眠的基因,使它能夠在人類宿主中生存。這些基因負(fù)責(zé)霍亂弧菌的毒性,幫助它附著在腸壁上,并引起腹瀉。
Hsiao團(tuán)隊在人類腸道微生物組中發(fā)現(xiàn)了一種細(xì)菌---Blautia obeum,它可以使霍亂弧菌的致病機(jī)制失靈,從而阻止它在腸道內(nèi)定植。他們還弄清了這一壯舉是如何實(shí)現(xiàn)的。
Blautia obeum產(chǎn)生一種能降解膽汁中鹽類的水解酶,霍亂弧菌用這些鹽類作為控制基因活性的信號。當(dāng)這些膽汁中的鹽類受到破壞時,霍亂弧菌就收不到信號,也就無法激活導(dǎo)致感染的休眠基因。
既然已經(jīng)很清楚,更多的Blautia obeum會使人們對霍亂弧菌的敏感性降低,那么未來研究的一個重點(diǎn)將是如何增加它在腸道中的存在。Hsiao說,“我們?nèi)缃駱O有興趣了解哪些環(huán)境因素,如飲食,可以提高Blautia obeum的水平。”
針對引起另一場全球大流行的SARS-CoV-2病毒,類似的研究也在進(jìn)行中。Hsiao正在與幾個研究小組合作,試圖了解腸道微生物組如何隨著COVID-19感染而發(fā)生改變。
Hsiao說,“有朝一日,我們可能也會了解腸道微生物組是否以及如何影響COVID-19,并使人們對其他我們目前沒有治療方法的疾病產(chǎn)生抵抗力?!保ㄉ锕?Bioon.com)
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