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Science：腸道******或有助讓新生兒抵抗致病菌感染

作者： 發布時間：2017-09-26 瀏覽量：22003

在全******，每年有上萬名嬰兒死于破壞他們的消化系統的感染，包括沙門氏菌感染和大腸桿菌感染。上百萬多人也因此患病。

在小鼠體內開展的一項新的研究提供證據證實腸道******中的梭菌（Clostridia）除了有助消化食物之外，還提供至關重要的感染抵抗性。但是這項研究也證實***年輕的新生小鼠并不含有梭菌，這就使得它們***容易遭受入侵******（類似于讓如此多的嬰兒患病的病原菌）的感染。這些發現可能為開發出新的方法來保護嬰兒鋪平道路。相關研究結果發表在2017年4月21日的Science期刊上，論文標題為“Neonatal acquisition of Clostridia species protects against colonization by bacterial pathogens”。論文通信作者為美國密歇根大學病理學系教授Gabriel Nunez博士和密歇根大學病理學系研究員Yun-Gi Kim博士。

Nunez說，“任何父母都知道在生命的******年里，新生兒非常容易遭受感染，包括腸道感染。這項研究提示著腸道菌群中保護性******的缺乏是一種導致這種易感染性的機制?！?/span>

這項研究中使用的小鼠是在密歇根大學的一種無菌的環境中培養的。鑒于缺乏天然的腸道******，這些無菌小鼠提供一種獨特的機會來觀察來自不同年齡的正常小鼠的移植******的影響，并且測試它們的易感染性。這些研究人員也利用先進的DNA分析技術允許他們檢測小鼠腸道中的******類型和數量。

他們的實驗結果是小鼠斷奶（從母乳切換到固體食物）期間，梭菌開始在小鼠腸道中生長，并且阻止兩種致病性******生長。

一系列實驗

Nunez、Kim、密歇根大學病理學系研究員Kei Sakamoto博士和他們的同事們利用新生的和成年的無菌小鼠以及從4天大、12天大和16天大的正常小鼠的糞便中獲得的腸道******樣品，開展一系列精心設計的實驗。

他們發現來年老的正常小鼠的樣品含有***為多樣性的腸道******，包括仍然完全從母乳中獲得營養的年輕小鼠腸道中并未觀察到的梭菌和擬桿菌（Bacteroides）。

首先，他們將來自4天大的或16天大的正常小鼠的腸道******移植到無菌小鼠體內，隨后讓它們接觸一種能夠感染腸道但不會在全身擴散的沙門氏菌菌株。在接受4天大的正常小鼠的腸道******移植的小鼠當中，一半的小鼠會死掉，而在接受16天大的正常小鼠的腸道******移植的小鼠當中，沒有一只小鼠會死掉。

他們再次利用一種類似于讓人類患病的大腸桿菌菌株的檸檬酸桿菌（Citrobacter rodentium）開展實驗。接受來自4天大的正常小鼠的腸道******移植的無菌小鼠會生病，而且它們當中的大多數會死掉。但是當他們加入來自16天大的正常小鼠的腸道******時，存活下來的小鼠腸道中的檸檬酸桿菌數量下降了。

接下來，這些研究人員研究了已接受來自新生小鼠的腸道******移植的無菌小鼠當接受額外劑量的梭菌或擬桿菌加入時會發生什么。他們讓這兩組小鼠接觸檸檬酸桿菌，結果發現僅接受額外劑量的梭菌移植的小鼠能夠抵抗這些感染。90%的先接受額外的梭菌后接受沙門氏菌移植的小鼠在移植一周之后仍然存活，相比之下，對未接受移植的小鼠而言，這一數字是50%。

鑒于大腸桿菌和沙門氏菌也影響成年人，這些研究人員測試了當給正常的成年小鼠喂食萬古霉素（vancomycin）時會發生什么。萬古霉素是一種選擇性殺死梭菌和擬桿菌等******的*********。在這些情形下，檸檬酸桿菌和沙門氏菌都會茁壯成長。

為了觀察身體自身的免疫系統在抵抗感染中發揮何種作用，除了研究攜帶腸道******的小鼠之外，這些研究人員也研究了免疫系統受損的兩種小鼠品種。在無菌環境下培育，隨后接受來自4天大的正常小鼠的腸道******移植后，這些小鼠仍然能夠抵抗沙門氏菌感染，而無需它們的免疫系統的幫助，不過這種抵抗僅當它們首先接受梭菌移植的情形下才會存在。

***終，這些研究人員研究了將琥珀酸鹽添加到先接受梭菌移植再接受來自4天大的正常小鼠的腸道******移植的無菌小鼠的飲用水中的影響。琥珀酸鹽是腸道中的嗜氧菌作為副產物產生的一種鹽。

這些小鼠更好地抵抗沙門氏菌感染，這提示著厭氧的梭菌以在新生小鼠腸道中茁壯成長的有氧菌產生的廢棄物為食物。

Nunez和他的同事們已正在進一步研究梭菌在抵抗腸道感染中發揮的作用。他們想要確定哪些梭菌菌株發揮著******的影響。

他們也正在研究母乳在建立新生小鼠的腸道微生物組、抵抗感染和它們從母乳切換到固體食物（固體食物能夠將來自外面******的******轉移到新生小鼠的腸道中）中發揮的作用。

Nunez說，“在正常情形下，當我們開始吃固體食物時，我們的腸道就會獲得梭菌菌株，但是這項研究提示著在生命早期階段存在一個容易遭受腸道致病菌感染的窗口期。”

原始出處：Yun-Gi Kim, Kei Sakamoto, Sang-Uk Seo et al. Neonatal acquisition of Clostridia species protects against colonization by bacterial pathogens.Science, 21 Apr 2017, 356(6335):315-319, doi:10.1126/science.aag2029

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