感染生物學腸道微生物有助于阻止沙門氏菌

腸沙門氏菌是一組桿狀細菌的名稱，可引起人類和其他動物的胃腸炎。沙門氏菌感染會對某些高風險群體產生嚴重后果，例如嬰兒，幼兒，老年人和免疫系統功能受損的個體。大多數具有正常腸道微生物群(微生物群)補充的人通常很難應對這種感染。

只有10-20%的病原體被攝入的病例 - 通常是通過受污染的食品 - 確實會導致感染。但是，負責抵抗沙門氏菌的腸道微生物群的成員在很大程度上是未知的。現在由LMU的B?rbelStecher教授領導的一組研究人員s Max von Pettenkofer公共衛生研究所[也隸屬于德國感染研究中心(DZIF)]已發現一種保護小鼠免受鼠傷寒沙門氏菌血清型鼠傷寒沙門氏菌的細菌物種 - 這是德國發現的兩種最常見的致病亞種之一。新發現出現在期刊上細胞宿主和微生物。

在健康的人和小鼠中，胃腸道被多種細菌和其他微生物定植。這種“微生物組”可以保護宿主免受沙門氏菌感染，因為內源性成員會產生抑制物質，占據所有可利用的生態位，并消耗大部分相關營養素，如糖或蛋白質，還有氧氣。為了確定健康腸道微生物組的組成，該微生物組賦予了對細菌感染的**保護，共同作者Sandrine Brugiroux和Debora Garzetti比較了幾組小鼠的微生物群。一組已被證明對沙門氏菌感染具有抗性，而其他組則對病原體敏感。

研究人員發現受保護小鼠的微生物組包括屬于Mucispirillum schaedleri的細菌，這些細菌不存在于其他組中。M. schaedleri屬于一大群細菌物種，其代表主要棲息在富含泥土或沉積物的環境中。其中，只有Mucispirillum spp。發生在溫血動物如小鼠和人類的胃腸道中。“它被認為在人類微生物組中相對罕見，因為它通常不會在糞便樣本中發現，”Stecher說。“然而，這是因為它優先定殖腸道粘膜層。在檢查黏膜活檢組織的研究中，50%的受試者發現了M. schaedleri。”

為了直接測試細菌是否與沙門氏菌的保護有因果關系，剛剛在Max von Pettenkofer研究所完成她的博士論文的Simone Herp利用了gnotobiotic(gnotos，希臘語：“已知”)小鼠模型，哪些微生物群可以被操縱。因此，可以將選擇的細菌物種引入這些小鼠中，使得其微生物群的組成被定義和已知。“我們產生了兩組小鼠，其中一組含有Mucispirillum schaedleri，而另一組特別缺乏它。我們實驗性地感染了兩組沙門氏菌，并且能夠證實M. schaedleri與沙門氏菌感染的保護有因果關系，”施特歇爾。

進一步的研究表明，M。schaedleri的保護作用可能取決于其成功地與沙門氏菌競爭某些必需營養素(如硝酸鹽)的能力。這種競爭并不一定意味著后者的增長率降低。然而，如果沒有足夠量的硝酸鹽，鼠傷寒沙門氏菌血清型鼠傷寒沙門氏菌無法表達其最重要的毒力因子，即III型分泌系統。結果，它們在腸道內壁中誘導致病性變化的能力顯著降低。所涉及的主要毒力因子基本上是作為注射器起作用的分子機器，并且允許細菌將有毒蛋白質注射到腸上皮細胞中。該系統使細菌能夠侵入這些細胞，從而導致炎癥和腸胃炎。

從長遠來看，新的結果可能導致開發預防胃腸道細菌感染的新策略。“但這將需要大量的進一步工作，”斯特歇指出。“例如，我們仍然不知道M. schaedleri是否對腸道和人類健康有其他 - 并且可能是有害的影響。”