腸道共生菌群副產物可幫助抵御沙門氏菌

　　沙門氏菌感染常常會引起感染者腹瀉，發燒和腹部絞痛，大多數病例是由受污染的食物引起的。根據美國疾病控制和預防中心的數據，沙門氏菌每年導致大約120萬例疾病，其中23,000例住院，450例死亡。

　　美國斯坦福大學醫學院的研究人員近日發現了一種由腸道共生菌群分泌的副產物，可以幫助抵御沙門氏菌。該研究成果于2018年7月26日在線發表于Cell子刊 《Cell Host & Microbe》雜志上。

　　“人類對細菌感染的反應不同：有些人感染了細菌，有些人卻沒有感染；有些人因此患病了，有些人卻保持健康；有些人會傳播細菌，有些人卻可以將細菌清除。”微生物學和免疫學教授，該論文的通訊作者Denise Monack博士說，“這些差異存在的原因一直是一個謎，而我們的發現可能會揭開這一謎團。”

Denise Monack博士

　　Denise Monack博士帶領的研究團隊從一項多年來在該領域得到認可的觀察開始著手：兩種近交系小鼠在被病原體感染后，其腸道中含有不同水平的沙門氏菌。 “最大的挑戰是確定為什么會發生這種情況，”論文第一作者，Amanda Jacobson博士說。

　　首先，研究人員通過進行糞便移植實驗，確定沙門氏菌生長的差異可歸因于每種小鼠腸道中細菌的天然組成。他們先給予小鼠抗生素以殺死其正常的腸道細菌，然后用其他小鼠的糞便替換這些小鼠的腸道微生物群落，結果發現，其中一些小鼠對沙門氏菌感染具有了抗性。隨后，研究人員通過使用機器學習工具分析不同菌群中菌株的不同，來確定哪些微生物與沙門氏菌感染的抵抗力增加有關。

　　最后，他們找到了一種特殊的細菌，擬桿菌（Bacteroides），這種細菌在移植了對沙門氏菌具有保護作用的微生物群的小鼠腸道中更為豐富。擬桿菌在代謝過程中會產生短鏈脂肪酸，如甲酸鹽，乙酸鹽，丁酸鹽和丙酸鹽，并且在保護沙門氏菌生長的小鼠中丙酸鹽水平會高三倍。

沙門氏菌

　　在隨后的研究中，他們發現該丙酸鹽對沙門氏菌的生長有直接的影響：丙酸鹽會顯著降低細胞內pH值，從而增加細菌開始分裂和生長所需的時間，并最終抑制了沙門氏菌的生長。

　　“總的來說，我們的研究結果表明，當擬桿菌產生的丙酸鹽濃度很高時，沙門氏菌不能提高其內部pH值，以啟動促進其生長所需的細胞功能，”Amanda Jacobson博士說， “當然，我們想知道這在人類身上是不是也能起到相同的作用，接下來的研究步驟將包括確定小分子丙酸的基本生物學特性以及它如何在分子水平上起作用。”

　　治療沙門氏菌感染有時需要使用抗生素，但這可能會使沙門氏菌引起的疾病或食物中毒病情變得更糟，因為它們也會殺死保持腸道健康的“好”細菌。而使用丙酸鹽治療這些感染可以克服這種局限。對此，Monack還補充說：“減少抗生素的使用是丙酸鹽帶來的一個額外的好處，因為過量使用抗生素會增加微生物耐藥的風險。”