Science：對抗疾病的“超級英雄”

日期：2015-10-30 08:53:19

抗生素濫用使耐藥性的超級細菌日益增多，這已經(jīng)成為了全球性的公共健康問題。Salk研究所的科學(xué)家們?nèi)涨疤岢隽艘粋€全新的解決之道，用生活在腸道里的“超級英雄”細菌緩解感染帶來的致命副作用。這項研究發(fā)表在十月三十日的Science雜志上。

研究人員在小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種強大的大腸桿菌，能夠通過抑制肌肉萎縮提高機體對肺部和腸道感染的耐受力。肌肉萎縮是嚴(yán)重感染中常見的致命現(xiàn)象，比如膿毒癥和醫(yī)院內(nèi)感染。如果類似的保護性細菌也存在于人體內(nèi)，它們就將成為治療感染的全新途徑。

“感染治療一直致力于根除入侵者，但真正致命的并不是細菌本身，而是它們對機體造成的附帶傷害，”文章的資深作者，Salk研究所的助理教授Janelle Ayres說。

“我們的研究顯示，阻止這種傷害（肌肉萎縮）感染就不會危及生命，”她說。“我們并沒有嘗試殺死致病菌，也就不會促進耐藥菌的演化。‘超級英雄’細菌也許能幫助我們打敗超級細菌。”

抗生素曾經(jīng)是革命性的強大藥物，但現(xiàn)在它們已經(jīng)快到極限了，因為細菌正在快速演化出抗性。“抗生素是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的偉大突破，但這種殺菌模式明顯是有弱點的，”文章的共同第一作者Alexandria Palaferri Schiebe說。“絕大多數(shù)研究者在尋找新的抗生素，這只會讓醫(yī)生和細菌之間的軍備競賽更為激烈。提高機體對疾病的耐受能力而非根除細菌，是一種全新的治療方法。”

Ayers希望從腸道微生物組中找到保護性細菌，抵御感染給機體帶來的損傷。“有許多證據(jù)支持這一點，但一直沒人鑒定到這樣的菌株或是揭示這樣的機制，”Ayres說。

研究人員對能夠抵抗肌肉萎縮的小鼠進行了研究。他們發(fā)現(xiàn)，有一種大腸桿菌只存在于抗性小鼠的腸道微生物組中。正常小鼠口服這種細菌之后，也能在腸道感染和肺部感染中維持肌肉和脂肪量。進一步研究表明，當(dāng)致病菌造成感染的時候，這種大腸桿菌離開腸道移動到脂肪組織，誘導(dǎo)保護性的應(yīng)答為肌肉提供支持。

肺部和腸道發(fā)生感染的小鼠，通常會出現(xiàn)IGF-1水平下降，這種分子與肌肉量的維持有關(guān)。而保護性大腸桿菌能激活脂肪組織的IGF-1通路，在致病菌感染的同時維持正常的IGF-1水平。

研究人還發(fā)現(xiàn)，這種大腸桿菌也能通過炎性體（inflammasome）激活IGF-1肌肉維持通路。炎性體是先天免疫系統(tǒng)的一部分，通過在感染區(qū)域觸發(fā)炎癥來打擊入侵者。保護性大腸桿菌使用這一報警系統(tǒng)，通知細胞維持IGF-1水平和肌肉量。下一步研究人員需要明確的是，這種大腸桿菌能夠抵擋致病菌多久，最終機體免疫系統(tǒng)是否完全清除掉細菌。