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链接腹泻病原体

研究人员已经阐明了疫苗接种如何对抗细菌性肠道疾病:肠道中的疫苗诱导抗体在肠道中生长时会阻止病原体,从而预防疾病,并且令人惊讶地也阻碍了抗生素耐药性的传播。已知疫苗可以预防病原体如细菌或病毒。它们指导身体形成保护性抗体(IgA),并已成功用于抵抗某些肠道感染。

链接腹泻病原体

然而,以前不清楚肠道抗体(称为分泌性IgA)如何预防感染。由ETH高级助理Emma Slack领导的一组研究人员现在使用基于沙门氏菌的腹泻的例子来证明分泌型IgA与我们之前假设的方式非常不同。

在最近发表在“自然”杂志上的一项研究中,研究人员发现,疫苗诱导的IgA有效地“锁定”了肠道中的病原体:IgA在细胞分裂过程中将细菌的子细胞彼此结合。虽然被束缚的细菌可以继续繁殖,但它们的所有后代仍然被困在这些团块中。这种遗传上均一的细菌聚集可以防止肠组织的侵袭,加速病原体的排泄,并防止不同团块中的细菌之间的遗传交换。

仅在试管中凝集

抗体和细菌聚集,这一过程称为凝集,早已为人所知。然而,这仅在抗体和细菌以高密度存在并且因此经常彼此接触时发生。“在试管中,它以教科书的形式出现。抗体和细菌浓度足够高,因此经常发生碰撞,”Slack博士说。

然而,在肠道中,如此高的病原体密度是例外:“这使得IgA包被的细菌碰撞的可能性大大降低,”Slack博士解释说。尽管如此,研究长期以来一直观察到这样的团块确实在肠道形成 - 这意味着必须有另一种解释为丛生。

细菌生长控制着结块

Slack博士及其小组现在首次证明,即使病原体密度较低,也会形成团块,而这并不取决于细菌的浓度。形成团块背后的驱动力是病原体的生长速度。IgA抗体如此强烈地附着在细菌上,即使病原体分裂也不会释放它们。因此,两个子细胞仍然粘在一起。通过这种方式,IgA抗体可以锁定单个快速分裂细菌的所有后代。

丛块阻碍疾病

“关于丛形成的聪明之处在于,抗体不能杀死细菌,在最坏的情况下,细菌可能导致免疫反应剧烈。它们只是阻止微生物与宿主相互作用,相互之间或与近亲相关。”苏黎世联邦理工学院微生物学教授Wolf-Dietrich Hardt说,他在这项研究中发挥了关键作用。

因此,使用疫苗接种来对抗肠道感染具有几个优点:抗体 - 细菌团块不能接近肠壁,这阻止肠粘膜发炎。肠道也迅速消除了团块,几天后它们在粪便中被清除。“该系统非常有效。除了捕获和消除许多单个细菌细胞外,更容易摆脱整个丛,”Slack博士说。

没有抗性基因的交换

肠道疫苗接种有助于克服抗生素耐药性危机。疫苗接种降低了可能需要使用抗生素的疾病的发生率,这将自动减少抗生素耐药性的发展和传播。IgA驱动的丛形成也直接阻止个体捕获的细菌群体之间的遗传交换。细菌通常以质粒(环状DNA分子)的形式交换基因,这些基因经常携带可怕的抗生素抗性基因。然而,为了交换质粒,细菌细胞必须接触,如果它们被困在单独的团块中,它们就不能接触。

牲畜接种疫苗

研究人员使用从杀死沙门氏菌和大肠杆菌制成口服疫苗的细菌。他们认为这种策略也可用于对抗其他肠道疾病的病原体,如志贺氏菌或李斯特菌。

沙门氏菌疫苗接种的最大应用领域可能是农场动物,如猪,它们通常作为抗生素抗性病原体的储库。通过与这些动物及其生肉接触,人类可能会感染。对人类进行疫苗接种也是可行的,这将使在灾害或流行地区工作的人或在肠道感染常见的地区旅行的人受益。

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