值得探索！Nature：「吃」掉這種有益菌可對抗感染

健康 10-14

生物探索

編者按

益生菌群對改善健康的好處已被熱議良久，但主要圍繞著發揮膳食補充劑的用途。近日，美國國家衛生研究院的科學家們意外發現，常見的一種「好」細菌——芽孢桿菌，有助於消除極易導致嚴重感染的金黃色葡萄球菌，並阻止其在健康個體的腸道和鼻子中生長。利用小鼠模型，研究人員準確地識別了這一發生機制。

研究以「Pathogen elimination by probiotic Bacillus via signalling interference」為題發表在《Nature》雜誌。泰國Mahidol大學和Rajamangala大學的研究人員合作了這個項目。

美國國立衛生研究院(NIH)旗下國立感染與過敏性疾病研究院(NIAID)主任Anthony S. Fauci說：「益生菌經常被推薦為改善消化健康的膳食補充劑。這是第一批精確描述益生菌如何為健康帶來益處的研究之一。在某些情況下，口服芽孢桿菌可能是抗生素治療的有效替代物，這種可能性在科學上是耐人尋味的，絕對值得進一步探索。」

臭名昭著的葡萄球菌

葡萄球菌感染每年在全世界造成數萬人死亡。耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)是廣為人知的導致嚴重疾病的「罪魁禍首」。但不為人知的是，金黃色葡萄球菌通常可以生活在鼻子或腸道中而不會造成任何傷害。然而，如果皮膚屏障被打破，或者免疫系統受損，這些定居細菌會導致嚴重的感染。

預防葡萄球菌感染的一個策略是消除金黃色葡萄球菌的定植。然而，一些相關策略是有爭議的，因為它們需要大量的局部抗生素，並且成果有限，部分原因是它們只針對鼻子，使得細菌很快又從腸道中重新聚集。

最新研究

在這項研究中，科學家在泰國農村招募了200名志願者。他們推測，這些人不會像發達城市地區的人那樣受到食品消毒或抗生素的影響。研究人員首先分析了每個參與者的糞便樣本中與金黃色葡萄球菌缺失相關的細菌。他們發現101個樣本對芽孢桿菌呈陽性，主要是枯草芽孢桿菌，這種細菌與許多益生菌產品中的其他細菌混合。

芽孢桿菌形成的孢子能夠在惡劣環境中存活，通常與蔬菜一起被自然攝入，可在腸道中暫時生長。科學家隨後對志願者的腸道(25例陽性)和鼻子(26例陽性)中的金黃色葡萄球菌進行採樣。令人驚訝的是，他們在任何存在芽孢桿菌的樣本中都未發現金黃色葡萄球菌。

在小鼠研究中，科學家們發現了金黃色葡萄球菌能夠在腸道中生長的感測系統。有趣的是，他們從人類糞便中回收的100多株芽孢桿菌都有效地抑制了這一系統。

泰國市場上賣的蔬菜零食——芽孢桿菌的可能來源。（來源：NIAID）

利用色譜和質譜技術，科學家們確定一種抗菌肽fengycins，為抑制金黃色葡萄球菌感測系統的特殊芽孢桿菌物質。進一步的測試顯示，fengycins對幾種不同的金黃色葡萄球菌菌株具有相同的效果，包括高風險USA 300 MRSA——它導致美國大多數社區相關的MRSA感染，並且是醫療相關MRSA感染的日益常見的原因。

為了進一步驗證他們的發現，科學家們用金黃色葡萄球菌將小鼠的腸道定植，並用枯草芽孢菌來模仿益生菌的攝入量。每兩天注射一次益生菌芽孢桿菌就能清除小鼠內臟中的金黃色葡萄球菌。相同試驗用於分離了fengycin的芽孢桿菌則沒有效果，金黃色葡萄球菌如預期那樣生長。

下一步，NIAID和泰國科學家計劃測試一種只含有枯草芽孢桿菌的益生菌產品是否能消除人體內的金黃色葡萄球菌。「我們希望最終能夠確定用於降低醫院MRSA感染率的簡單的益生菌方案。」NIAID首席研究員Michael Otto博士說。

責編：浮蘇