鼻腔细菌的双刃剑

研究人员发现一种已知病原体可能有助于预防肺炎

在过去的几十年里,细菌对我们健康的影响让我们认识到存在有益菌和有害菌。但这种区分并非完全有效,因为某些细菌不仅可能引起感染,还能提供益处。提供这种“双重效应”的细菌种类越来越多,而一项来自美国研究人员的最新论文,又为这个列表增加了一个新成员。

这种细菌名为Corynebacterium accolens。它早在几十年前就被发现,但直到1991年才得到全面描述。此后,该细菌被发现会引起多种感染,包括骨盆骨髓炎心内膜炎乳腺脓肿。它也已知存在于潜在病原体*金黄色葡萄球菌*的存在环境中,尤其是在鼻腔内。后一种关联表明,鼻腔中存在这种细菌可能增加感染风险。

然而,在2011年,人们对C. accolens的看法有所改变。对儿童上呼吸道微生物群落的研究显示,大量存在的棒状杆菌与肺炎致病菌肺炎链球菌水平较低有关。当时,由于C. accolens在大量鼻腔样本中均有发现,尚未明确识别出这种细菌,但有可能就是它参与了这一观察结果。

正是从这个时候开始,上周的研究接手了分析。研究团队利用2011年的样本,首先进行了培养实验,以确定是否存在活的肺炎链球菌。根据结果,样本被分成了几组。完成分组后,通过基因测定对细菌群落进行了识别和比较。与2011年的研究一样,肺炎链球菌丰度较低的样本中,棒状杆菌的水平较高。

在确认了前一项研究的结果后,研究团队进一步探究C. accolens是否真的能抑制肺炎链球菌。他们通过将这两种细菌并排培养,并观察是否存在抑制迹象。果然,假设得到了证实,有明显的证据表明肺炎链球菌受到了抑制。这证实了至少在实验室条件下,C. accolens可能起到了作用。

然而,这一结果只是故事的一半。研究团队接着试图找出C. accolens究竟是如何阻止肺炎链球菌生长的。为了达到这个目的,他们不得不进入化学实验室,以确定涉及的成分。

由于抑制作用可以传播,研究人员推测其原因是细菌分泌物,类似于抗菌肽。但在本例中,该分子不是蛋白质,而是一种油,特别是称为油酸的脂肪酸。经过测试,不仅油酸有效,其他几种脂肪酸也有效,包括亚油酸、棕榈油酸和 sapien酸。虽然这些名称可能不熟悉,但它们在我们皮肤和鼻腔分泌物中很常见。

研究结果表明,C. accolens可能参与了这些特定酸的形成,但研究人员还需要找出其具体机制。为此,他们研究了细菌的遗传物质,希望找到与利用油脂的分子相似之处。果然,他们找到了一个,一种能够形成这些特定化学物质的酶,称为脂肪酶。经过一些克隆,研究团队分离出了负责的基因,并将其命名为lipS1

实验的最后阶段是确定其他棒状杆菌是否也拥有lipS1。他们检查了几个物种,但没有发现任何拥有该基因的物种;它只在C. accolens中独有。这意味着他们发现了一种对该物种来说是新的、特异性的基因,并可能揭示了抑制肺炎链球菌的机制。

然而,该实验过程有一个不足之处。它从未在实际的活体动物或人类身上进行过测试。尽管如此,证据表明,至少在实验室条件下,存在一种可能对我们有益的机制。这足以让作者提出,C. accolens不仅仅是一种病原体,在特定条件下,它可能是一种共生菌。

通过进一步的分析和可能的临床测试,这种细菌——或者至少是lipS1基因——可能提供一条减少肺炎发病率的途径,尤其是在儿童中。这种细菌或其基因工程改造的无害变体,可以像益生菌一样,用于减少肺炎链球菌的定植。这最终可能有助于保护高风险人群的健康,从而减少对抗生素的需求以及抗生素耐药性的可能性。

 

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自青少年时期起,Jason Tetro就把实验室视为他的第二个家。他在微生物学和免疫学方面的经验使他涉足多个领域,包括血液传播、食品和水病原体;环境微生物学;消毒和防腐;以及SARS、禽流感和寨卡病毒等新兴病原体。他目前是圭尔夫大学的访问科学家。在公众中,Jason更广为人知的名字是“The Germ Guy”(细菌 guy),他经常在媒体上以其有时非传统的视角解读科学。Jason著有两本书:《The Germ Code》(2014年入围年度科学图书奖)和《The Germ Files》(曾连续几周登上全国畅销书榜)。他还合编了《The Human Microbiome Handbook》(人类微生物组手册),该书从学术角度探讨了微生物对人类健康的影响。他住在多伦多。

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