感染生物学 肠道微生物有助于阻止沙门氏菌

肠沙门氏菌是一组杆状细菌的名称,可引起人类和其他动物的胃肠炎。沙门氏菌感染会对某些高风险群体产生严重后果,例如婴儿,幼儿,老年人和免疫系统功能受损的个体。大多数具有正常肠道微生物群(微生物群)补充的人通常很难应对这种感染。只有10-20%的病原体被摄入的病例 - 通常是通过受污染的食品 - 确实会导致感染。但是,负责抵抗沙门氏菌的肠道微生物群的成员在很大程度上是未知的。现在由LMU的BärbelStecher教授领导的一组研究人员s Max von Pettenkofer公共卫生研究所[也隶属于德国感染研究中心(DZIF)]已发现一种保护小鼠免受鼠伤寒沙门氏菌血清型鼠伤寒沙门氏菌的细菌物种 - 这是德国发现的两种最常见的致病亚种之一。新发现出现在期刊上细胞宿主和微生物。

在健康的人和小鼠中,胃肠道被多种细菌和其他微生物定植。这种“微生物组”可以保护宿主免受沙门氏菌感染,因为内源性成员会产生抑制物质,占据所有可利用的生态位,并消耗大部分相关营养素,如糖或蛋白质,还有氧气。为了确定健康肠道微生物组的组成,该微生物组赋予了对细菌感染的最佳保护,共同作者Sandrine Brugiroux和Debora Garzetti比较了几组小鼠的微生物群。一组已被证明对沙门氏菌感染具有抗性,而其他组则对病原体敏感。

研究人员发现受保护小鼠的微生物组包括属于Mucispirillum schaedleri的细菌,这些细菌不存在于其他组中。M. schaedleri属于一大群细菌物种,其代表主要栖息在富含泥土或沉积物的环境中。其中,只有Mucispirillum spp。发生在温血动物如小鼠和人类的胃肠道中。“它被认为在人类微生物组中相对罕见,因为它通常不会在粪便样本中发现,”Stecher说。“然而,这是因为它优先定殖肠道粘膜层。在检查黏膜活检组织的研究中,50%的受试者发现了M. schaedleri。”

为了直接测试细菌是否与沙门氏菌的保护有因果关系,刚刚在Max von Pettenkofer研究所完成她的博士论文的Simone Herp利用了gnotobiotic(gnotos,希腊语:“已知”)小鼠模型,哪些微生物群可以被操纵。因此,可以将选择的细菌物种引入这些小鼠中,使得其微生物群的组成被定义和已知。“我们产生了两组小鼠,其中一组含有Mucispirillum schaedleri,而另一组特别缺乏它。我们实验性地感染了两组沙门氏菌,并且能够证实M. schaedleri与沙门氏菌感染的保护有因果关系,”施特歇尔。

进一步的研究表明,M。schaedleri的保护作用可能取决于其成功地与沙门氏菌竞争某些必需营养素(如硝酸盐)的能力。这种竞争并不一定意味着后者的增长率降低。然而,如果没有足够量的硝酸盐,鼠伤寒沙门氏菌血清型鼠伤寒沙门氏菌无法表达其最重要的毒力因子,即III型分泌系统。结果,它们在肠道内壁中诱导致病性变化的能力显着降低。所涉及的主要毒力因子基本上是作为注射器起作用的分子机器,并且允许细菌将有毒蛋白质注射到肠上皮细胞中。该系统使细菌能够侵入这些细胞,从而导致炎症和肠胃炎。

从长远来看,新的结果可能导致开发预防胃肠道细菌感染的新策略。“但这将需要大量的进一步工作,”斯特歇指出。“例如,我们仍然不知道M. schaedleri是否对肠道和人类健康有其他 - 并且可能是有害的影响。”

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