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[其他] Nature:原來益生菌是這么搞定致病菌的

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發(fā)表于 2019-1-29 11:06:10 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

原來益生菌是這么搞定致病菌的

眾所周知,益生菌對(duì)人體有多種益處,尤其是可以幫助我們戰(zhàn)勝致病菌,成為我們?nèi)祟惖目咕t內(nèi)助,但如何戰(zhàn)勝致病菌的機(jī)制還不是特別明確,近期,美國(guó)學(xué)者在著名的《Nature》雜志上發(fā)表題為《Pathogen elimination by probiotic Bacillus via signalling interference》的文章,揭示了食物中發(fā)現(xiàn)的益生菌可直接干擾病原體的定殖,從這一角度幫我們重新認(rèn)識(shí)了益生菌的作用方式 (1)。

占山為王

本實(shí)驗(yàn)分析調(diào)查了200名健康的志愿者,發(fā)現(xiàn)腸內(nèi)存在益生菌枯草芽孢桿菌的人,其腸道和鼻腔中就沒有著名的致病菌——金黃色葡萄球菌的定殖。于是,科研人員在小鼠身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果進(jìn)一步證明,枯草芽孢桿菌確實(shí)能夠抑制金黃色葡萄球菌。哪怕是本來腸胃中沒有枯草芽孢桿菌的小鼠,給它們灌胃枯草芽孢桿菌孢子,也可以完全消除金黃色葡萄球菌的腸道定殖。這一發(fā)現(xiàn)說明枯草芽孢桿菌可以通過某種機(jī)制,來將金黃色葡萄球菌趕跑,因此科研人員順藤摸瓜,發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌的作用機(jī)制,是通過抑制金黃色葡萄球菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)定殖逆襲的。



圖1. 枯草芽孢桿菌

細(xì)菌間的傳遞暗號(hào)

益生菌逆襲致病菌的關(guān)鍵在于成功破壞了敵方的群體感應(yīng)系統(tǒng)——這是細(xì)菌間互相交流的一個(gè)重要方式。細(xì)菌會(huì)釋放出一些信號(hào)分子,同類細(xì)菌可以感受同伴釋放出來的信號(hào)分子,就如同統(tǒng)一戰(zhàn)線使用的相同加密傳遞信號(hào)。同類細(xì)菌可以根據(jù)這一信號(hào)分子的濃度高低來判斷當(dāng)前己方的強(qiáng)弱,從而做出“明智的”形勢(shì)判斷。比如,當(dāng)細(xì)菌數(shù)量比較少的時(shí)候,釋放的這一信號(hào)濃度也比較低,細(xì)菌判斷出己方面對(duì)身體免疫系統(tǒng)并不占優(yōu),就會(huì)蟄伏不動(dòng),休養(yǎng)生息,但當(dāng)細(xì)菌數(shù)量較多的時(shí)候,信號(hào)濃度也相應(yīng)升高,大家就會(huì)感受到自身的優(yōu)勢(shì)逐漸占據(jù)了上風(fēng),在某一時(shí)刻暴起發(fā)難,產(chǎn)生致病性。

這一群體感應(yīng)系統(tǒng),在細(xì)菌的定殖,生物膜形成,以及致病性等多方面,都起著至關(guān)重要的作用(2)。而這次益生菌之所以能抑制致病菌的定殖,正是破解了對(duì)方的信號(hào)分子——腸道內(nèi)的芽孢桿菌可通過生成一種稱作為脂肽芬薺素(fengycin,又譯作“豐原素”)的物質(zhì),來抑制金黃色葡萄球菌的群體感應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)抑制其定殖的作用。



圖2. 群體感應(yīng)系統(tǒng)

新的抗菌思路

作為我們耳熟能詳?shù)男≈帧嫔呀?jīng)證明對(duì)身體有多種不同的益處,對(duì)抗致病菌并減少感染也是其中之一(3),但是學(xué)界對(duì)于其如何發(fā)揮作用還不完全清楚,這一實(shí)驗(yàn)幫助我們揭開了益生菌抗菌性的一個(gè)面紗。更為重要的是,提供給我們一個(gè)新的抗生素之外的抗菌思路。



圖3. 益生菌的益處

要知道,我們傳統(tǒng)的抗菌方案都是希望剿滅細(xì)菌,比如用抗生素殺菌,但是正所謂哪里有壓迫哪里就有反抗,在強(qiáng)大的殺菌壓力下,細(xì)菌也會(huì)產(chǎn)生種種抗藥性,最終導(dǎo)致抗生素失效。所以,如何能用更加“溫柔”的方法來解決細(xì)菌感染問題,將是未來的一個(gè)重要發(fā)展思路,比如以細(xì)菌的群體感應(yīng)為靶,破壞他們之間的通信,讓其無法有效協(xié)調(diào)致病,或是直接補(bǔ)充枯草芽孢桿菌益生菌,作為一種抗菌手段。

總而言之,對(duì)于致病菌,我們雖任務(wù)艱巨,但前途依舊光明。

作者簡(jiǎn)介
Lily爸媽,醫(yī)學(xué)博士,目前就職于維也納醫(yī)科大學(xué)(德語Medizinische Universität Wien),宏基因組公眾號(hào)簽約作者,專注于微生物領(lǐng)域的研發(fā)工作,過去三年以第一作者或通訊作者身份發(fā)表SCI文章13篇,長(zhǎng)期撰寫科普稿件,已發(fā)表生命醫(yī)藥類的科普稿件百余篇。
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