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微生物群可以在感染过程中抵御致命症状

2019-01-11 17:42:38 • 来源：

索尔克研究所(Salk Institute)的科学家们提出了一种可能的解决方案:“超级英雄”细菌生活在肠道内，然后转移到身体的其他部位，以减轻感染带来的危及生命的副作用。

微生物群可以在感染过程中抵御致命症状

2015年10月30日发表的一篇论文,在《科学》杂志上,索尔克的研究人员报告说,发现的微生物大肠杆菌小鼠能够提高动物的耐受感染的肺部和肠道,防止浪费了常见的肌肉组织和潜在的致命损失发生在严重感染。如果在人体中发现一种类似的保护性菌株，它可能提供一种对抗肌肉萎缩的新途径。肌肉萎缩折磨着脓毒症患者和院内获得性感染患者，其中许多人现在对抗生素产生了耐药性。

“治疗感染一直专注于消除的微生物,但实际上细菌杀死人不自己还附带损害它的身体,“艾尔斯詹妮尔说,沙克无关助理教授基础免疫生物学和微生物发病机理和高级研究员的实验室研究。

她补充说:“我们的发现表明，预防损伤——在这种情况下是肌肉萎缩——可以避免感染最致命的方面。”“如果不尝试杀死病原体，就不会促进致命的耐抗生素菌株的进化，这些菌株正在杀死世界各地的人。”我们或许可以用“超级英雄”来对付超级细菌。

抗生素曾经是最强大、最具革命性的药物，但由于细菌能够迅速进化出对药物的耐药性，抗生素似乎已经达到了极限。抗生素耐药性的上升对世界各地的人们构成了严重威胁，因为一度容易控制的疾病排斥一切治疗努力。最近的一项研究发现，在美国医院，手术后导致感染的细菌中，多达一半对标准抗生素具有耐药性。

根据美国疾病控制中心(U.S. Centers for Disease Control，简称cdc)的数据，仅在美国，每年就有200万人感染对抗生素具有耐药性的细菌，每年至少有2.3万人死于这些感染。

“抗生素是医学上的一大进步，但这种用药物杀死细菌的模式显然有它的弱点，”亚历山大·帕拉菲里·希比(Alexandria Palaferri Schiebe)说。大多数研究人员都在寻找新的抗生素，但这加剧了医生和细菌之间的军备竞赛。注重疾病耐受性——防止疾病造成的危害——而不是根除微生物——是治疗传染病的一种新范式。

为了找到对抗感染的新方法，艾尔斯的研究小组求助于微生物组，即在我们体内和谐生活的微生物群落。在人体中，微生物的数量是细胞的10倍，占体重的3%。尽管如此，我们对这些微小的乘客是如何与我们的发育、新陈代谢和免疫系统相互作用的知之甚少。

艾尔斯在研究生时期就开始研究疾病的耐受性，他假设肠道微生物群中可能含有可以防止感染造成损害的细菌。Ayres说:“有很多证据支持这一观点，但到目前为止，还没有人识别出这种菌株，也没有人展示出细菌提供疾病耐受的机制。”

索尔克的研究小组发现了一群对肌肉消耗有抵抗力的实验老鼠。通过将这些小鼠的肠道菌群组成与缺乏耐药性的小鼠进行比较，研究小组发现了一种只存在于耐药小鼠体内的大肠杆菌菌株。当正常小鼠口服这种有益的大肠杆菌菌株时，它们在肠道感染伤寒沙门氏菌和泰国伯克霍尔德菌引起的肺炎期间获得了保持肌肉和脂肪质量的能力。

下一步是找出细菌是如何赋予老鼠这种耐受性的。艾尔斯的团队与索尔克大学教授罗纳德·埃文斯(Ronald Evans)的实验室合作，发现在被病原细菌感染期间，大肠杆菌离开肠道，进入脂肪组织，引发保护性反应，滋养肌肉。

正常情况下，患有肺部和肠道感染的小鼠会看到一种名为胰岛素样生长因子1 (IGF-1)的激素下降，这种激素是一种向身体发出信号以保持肌肉质量的分子。但具有保护作用的大肠杆菌激活了脂肪组织中的IGF-1通路，维持了正常的IGF-1水平，并在动物受到致病性感染的情况下维持了动物的肌肉。

索尔克团队进一步发现，大肠杆菌菌株通过一种名为炎性小体的细胞分子复合物中介激活了IGF-1肌肉维持通路。作为人体固有免疫系统的一部分，炎症小体对感染的反应是触发感染区域的炎症，从而消灭致病微生物。大肠杆菌使用同样的警报系统告诉身体维持IGF-1水平，从而保持肌肉质量。

这样一个微生物“超级英雄”能否拯救感染人类还有待观察。艾尔斯的研究小组目前正在研究大肠杆菌菌株能抵抗病原体多长时间，以及人体免疫系统最终能否彻底消灭有害细菌。他们也开始研究这种微生物是否存在于人类中。

“我们还需要了解很多，但这是一个非常有希望的迹象，微生物可能被用作药物，”艾尔斯说。“它可能为治疗感染提供一个全新的途径，即使是那些对抗生素有耐药性的感染，同时也可以防止新的耐药菌株的出现。”

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