大肠杆菌或能有效抵御沙门氏菌引起的宿主机体感染

固有微生物群落的组成决定了入侵的病原体是否能找到合适的生境用于定植并引发感染或被消灭，近日，一篇发表在国际杂志Cell Host & Microbe上题为“E. coli enhance colonization resistance against Salmonella Typhimurium by competing for galactitol， a context-dependent limiting carbon source”的研究报告中，来自慕尼黑大学等机构的科学家们通过研究发现，依据微生物组的组成，大肠杆菌或能预防沙门氏菌的感染。

大肠杆菌或能有效抵御沙门氏菌引起的宿主机体感染

图片来源：Claudia Eberl，et al. Cell Host & Microbe (2021). DOI: 10.1016/j.chom.2021.09.004

每个人机体中都拥有特殊的微生物组，这与任何人或许都不相同；每个人都由多种多样的细菌、真菌和病毒物种所填充，其存在于机体所有的表面，比如皮肤、粘膜，尤其是胃肠道中；此外，微生物组对机体免疫系统、内分泌系统和宿主机体的代谢都有着非常明显的影响。这篇研究报告中，研究人员重点对肠道微生物组在控制感染方面所扮演的关键角色进行了相关研究；他们着手定义了一个健康的微生物组需要什么东西才能有效抵御外来入侵的病原体；在这种情况下，研究人员就想知道是否大肠杆菌能为机体提供保护抵御沙门氏菌的感染，很多人都熟知大肠杆菌的负面影响，比如其会引发腹泻、败血症甚至癌症等；但同时也存在很多大肠杆菌良性菌株，这些菌株大多数会在个体出生时或出生后不久就在宿主体内定植，并在建立平衡的宿主=微生物相互作用方面扮演着关键角色，如今研究人员通过研究调查了这些细菌是否能保护宿主抵御沙门氏菌的感染。

事实证明，关键因素是种间对资源的竞争，研究者发现，尤其是对胃肠道中多种糖类的竞争或许就能说明沙门氏菌无法在肠道中进行定植，为了能引起感染，致病菌就必须在肠道中找到一个合适的生境，并为其复制提供必要的碳源（比如特定的糖类）。然而，肠道中对碳源的竞争是非常激烈的，如果共生的大肠杆菌消耗掉了所有糖底物，并没有给沙门氏菌留下任何东西，那么宿主感染的风险就会大大降低。

然而，为了有效排除山门氏菌，大肠杆菌通常就需要帮助；最新研究结果表明，如果微生物组的复杂性太低，那么其成员就无法消耗掉沙门氏菌赖以生存的糖类物质，这就为病原体的建立提供了一定的结论。随后研究人员识别出了毛螺菌科（Lachnospiraceae）的物种，这组厌氧菌经常存在于人类肠道中，其成员也能代谢多种糖类。研究者Stecher说道，利用合成性的细菌群，我们就能构建一种模型微生物组；这种微生物组是由12种细菌群落所组成，所有细菌都能在健康的小鼠肠道中被发现；研究者将这种物种的组合引入到了无菌小鼠体内，随后利用沙门氏菌感染这些小鼠，结果发现，当缺失毛螺菌科细菌时，大肠杆菌就无法预防沙门氏菌的感染，这就增强了研究人员的结论，即对碳源竞争以及细菌物种之间复杂的相互作用的组合或能帮助宿主抵御细菌的感染。

为了将这些研究结果转化到人类机体中，下一步研究者计划对人类肠道微生物组中的细菌联合体进行深入研究，在某些时候，研究者的研究还能帮助开发新型疗法，比如能支持机体健康微生物组的益生菌混合制剂。综上，本文研究结果表明，当在一个善于从肠道中移除单糖的微生物群落中，大肠杆菌或能通过剔除有限的碳源来提供定植的抗性。

注：原文有删减

原始出处：

Claudia Eberl，Anna S.Weiss，Lara M.Jochum, et al. E. coli enhance colonization resistance against Salmonella Typhimurium by competing for galactitol, a context-dependent limiting carbon source, Cell Host & Microbe (2021). DOI: 10.1016/j.chom.2021.09.004