那些不愿意吃下別人的糞便來對抗頑固艱難梭菌感染(CDI)的患者有可能很快會少一些反胃感,并可能會更健康。根據一項腸道菌群的遺傳序列分析結果,恢復健康或許只需要少數的細菌種類。這些發表在10月23日《自然》(Nature)雜志上的研究表明,細菌通過改變腸道中膽汁酸的成分來抵御了感染。
盡管抗生素創造了很多的奇跡來對抗無數的感染,它們也消滅掉了居住于人類腸道中的大批有益菌。這樣廣泛且無差別的破壞為傳染性病原體,包括艱難梭菌鋪平了道路。艱難梭菌可引起嚴重的腹瀉、腹痛,如果不及時治療,甚至會導致死亡。在過去十年里,在全國各地的醫院中艱難梭菌感染已增長至“泛濫的比例”,每年有近25萬美國人受累。戰勝艱難梭菌尤其具有挑戰性,因為盡管標準的抗生素治療方案能夠消除大多數的感染,殘留的細菌孢子可以在胃酸中生存,使得細菌在數周或數月后重新露面。
近期看到的一個醫學趨勢是,艱難梭菌感染復發的患者轉向了一種出人意料的治療資源:補充腸道菌群,即健康個體的糞便物。在近期取得成功的一些實驗中,有一項實驗利用冷凍形式的糞便移植物――裝入膠囊的糞便顆粒抑制住了20名患者其中18人的感染。
除了“令人反感”這一因素,還有一些安全問題也困擾著糞便移植。盡管沒有與糞便移植相關的特異健康問題被報告出來,一些研究人員認為雖然進行了廣泛的篩查,每個樣本花費了數千美元,理論上仍然存在傳播感染的風險。“糞便樣本中可以包含正常菌群,但也包含了此時此刻無法定量的生物體和化合物。因此,一個糞便樣本,即便是來自健康供體,也總是縈繞著疑惑,”論文的共同作者、紀念斯隆-凱特琳癌癥中心的Eric Pamer說。
德克薩斯A&M大學微生物學家Joseph Sorg(未參與該研究)說,闡明患者將什么放入了他們的身體中至關重要。“如果你有一種針對性的方法,你可以給予患者一組特定的細菌,它們可在一個受控的環境中提供抵抗力。”
Pamer的研究小組開發出了這樣一種方法。研究人員對小鼠和人類的腸道菌群進行了測序,以尋找能夠消除感染的細菌物種。他們發現在抗生素治療的小鼠中,抵抗艱難梭菌感染與
C. scindens以及較小程度上另外的10種細菌種類強相關。對接受干細胞移植操作、使得他們容易受到艱難梭菌感染的人類患者的腸道菌群進行類似研究,還指出了C. scindens是抵抗感染最有力的資源。
給予接受抗生素治療的艱難梭菌感染小鼠C. scindens,可顯著提高生存率顯著達到80%,而對照物質則只有50%。C. scindens加上三個艱難梭菌抑制菌組成的一種雞尾酒增加有效,導致了100%的生存。此外,C. scindens和細菌雞尾酒的豐度與抵抗力顯著相關。
接下來,Pamer調查了C. scindens介導抑制感染的潛在機制,他們將焦點放在微生物表達7A羥基固醇脫氫酶的能力上。在腸道細菌中這種酶對于在結腸中將初級膽汁酸轉化為次級膽汁酸起至關重要的作用。艱難梭菌孢子將初級膽汁酸的存在解讀為一種它們在腸道中應該開始生長的信號。
研究人員猜測,C. scindens有可能通過阻斷這一信號阻止了艱難梭菌生長。為了證實這一猜測,他們給培養皿加入抗生素接觸小鼠的腸道內容物。如預期的那樣,C. scindens抑制了艱難梭菌。但當他們添加入一種結合膽汁酸的化學物質時,艱難梭菌旺盛生長,表明C. scindens介導的對艱難梭菌的抑制依賴于改變內源性膽汁酸。
密歇根大學傳染病醫生Vincent Young(未參與該研究)說:“許多人將目光投向利用細菌來介導對艱難梭菌的定植抗力。但這篇論文對于確定其發生的有效機制真的大有幫助。”
Pamer的研究小組正在繼續探索腸道菌群以尋找能夠解決其他抗生素耐藥病原體的有益菌。該研究小組最近獲得了美國食品藥物管理局的批準開展一項2期試驗調查“自體移植”。在這一操作程序中,采用了骨髓移植手術前患者正常的糞便物來重建這些對艱難梭菌感染敏感者的腸道菌群。這種想法是認為,吃下自己的糞便將比一個陌生人的糞便要安全,并且有可能更可口。
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