研究表明肠道中的抗生素耐药微生物使艰难梭菌更具传染性

导读 艰难梭菌,通常称为艰难梭菌或艰难梭菌,是一种导致严重肠道疾病的细菌,顾名思义,可能难以研究和治疗。大约六分之一感染艰难梭菌的患者会...

艰难梭菌,通常称为艰难梭菌或艰难梭菌,是一种导致严重肠道疾病的细菌,顾名思义,可能难以研究和治疗。大约六分之一感染艰难梭菌的患者会在两个月内再次感染。然而,科学家们还没有弄清楚为什么某些患者的艰难梭菌感染比其他患者更难治疗。

人体肠道中充满了数万亿的微生物,这些微生物会影响各种病原体的毒力,但直到现在,科学家们对艰难梭菌如何与胃肠道中丰富的微生物群协同作用知之甚少。

在《自然》杂志的一项新研究中,费城儿童医院 (CHOP) 的研究人员发现肠球菌——一种耐抗生素的机会性病原体——与艰难梭菌共同作用,重塑和增强肠道内的代谢环境,从而使艰难梭菌可以茁壮成长。

“当我们谈论细菌感染时,我们通常只想到病原体本身,但肠道中的‘旁观者’会对感染过程产生巨大影响,”资深作者 Joseph P. Zackular 博士说,费城儿童医院病理学和检验医学研究员和助理教授。

“这项研究表明,两种致病微生物——肠球菌和艰难梭菌——的巧合不仅仅是巧合;它们真正相互利用。了解这种关系,以及影响艰难梭菌临床结果的其他因素感染,对于应对这一紧迫的公共卫生挑战至关重要。”

先前的研究表明,感染艰难梭菌的成年人的肠道中也含有高水平的肠球菌,并且耐万古霉素肠球菌 (VRE) 经常同时感染艰难梭菌患者。然而,肠球菌对艰难梭菌感染易感性和临床结果的影响尚未确定。

为了进一步确定感染期间肠球菌和艰难梭菌之间的关联,研究人员分析了 54 名感染艰难梭菌的儿科患者的粪便样本。与成人研究一致,研究人员发现这些患者的粪便中肠球菌含量高,并且肠球菌和艰难梭菌负荷呈正相关。

确认肠球菌在艰难梭菌感染儿童的肠道中非常丰富并且这与艰难梭菌负担呈正相关后,研究人员随后验证了这两种病原体如何协同作用的机制。使用体外和体内实验模型,他们发现肠球菌通过增强毒素的产生来增加艰难梭菌的毒力。

然后,利用从转录组学到代谢组学的数据——即研究与这些病原体相关的 RNA 转录本和代谢物——研究人员发现,肠球菌重塑了肠道环境,有效地重塑了艰难梭菌病原体进入的房屋,并使其成为更有利于病原体的繁殖。

他们发现肠球菌使用精氨酸(一种氨基酸)来获取能量,并且在这样做的过程中,病原体会输出另一种氨基酸鸟氨酸。进一步分析表明,肠球菌在艰难梭菌感染期间调节肠道中精氨酸和鸟氨酸的水平,而精氨酸消耗在艰难梭菌毒力中起着核心作用。

最后,研究人员探讨了他们在实验室中的发现是否与人类患者的发现相关。通过分析患有艰难梭菌感染和炎症性肠病 (IBD) 的儿童的微生物组,他们发现这些儿童体内含有高水平的可发酵氨基酸,包括鸟氨酸。他们还观察到艰难梭菌负荷与鸟氨酸之间呈正相关,支持这种氨基酸在艰难梭菌感染中的关键作用。

“总的来说,这些数据表明肠球菌和艰难梭菌在艰难梭菌感染期间通过代谢串扰相互作用,以支持肠道中定植、发病机制和持久性的增加,”Zackular 博士说。“未来的研究应该探索靶向肠球菌代谢——以及由此产生的肠道氨基酸景观——作为改变艰难梭菌发病机制的一种方式。”

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