【Nature】肠道细菌是怎么变成致病菌的？耶鲁大学团队揭晓关键|微生物

【Nature】肠道细菌是怎么变成致病菌的？耶鲁大学团队揭晓关键

2022-07-18 18:05:59　来源: 转化医学网

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作者：Mia

导读：肠道微生物组（肠道菌群）与健康和疾病息息相关，它对自身免疫性疾病、炎症性肠病、代谢综合征，甚至神经精神疾病的发展起到至关重要的作用。然而，肠道微生物是如何一步步引发各种疾病的仍未明确。最近，耶鲁大学的科学家对此提供了新的见解。

肠道不仅是人体消化吸收的重要场所，同时也是最大的免疫器官，在维持正常免疫防御功能中发挥着极其重要的作用。人体肠道为微生物提供了良好的栖息环境，具有人体自身不具备的代谢功能。作为人体最庞大、最复杂的微生态系统，肠道微生物本身及其代谢产物不仅能调节人体健康，更在膳食和宿主之间起到了重要的桥梁作用。

因此肠道微生物组（肠道菌群）与健康和疾病息息相关，它对自身免疫性疾病、炎症性肠病、代谢综合征，甚至神经精神疾病的发展起到至关重要的作用。

此前，广泛的研究已证实，肠道菌群的组成因人而异，健康的人具有很大相似性；而不健康的人，在细菌组成则有很大差异，并因此推动了疾病发展。目前，对于产生疾病的不良后果，流行一种“肠漏”假说——具有潜在破坏性的细菌会逃离肠道，引发慢性炎症反应，从而导致多种疾病。

但问题是，一些潜在的致病菌在健康人身上也能检测到。耶鲁大学免疫生物学助理教授Noah Palm说：“潜在的致病菌是如何在健康人群中存在数十年而没有发生明显病变的仍然是一个谜团。”

7月13日发表在《Nature》上的一项研究中，Palm和耶鲁大学的一组科学家对这个谜题提供了新的见解。他们描述了肠道细菌如何随着时间的推移而进化，通过跨越肠道屏障，在肠道外的器官中持续存在，从而导致慢性炎症和相关病理，从而变得更具致病性。

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04949-x

小鼠模型实验

在这项研究中，耶鲁大学的研究团队研究了一种潜在致病菌，鹑鸡肠球菌（E. gallinarum）的基因和行为，他们将鹑鸡肠球菌引入了自身缺乏肠道微生物的无菌小鼠体内。随着时间的推移，他们发现鹑鸡肠球菌分化成两种不同的种群：一种与祖先的菌株行为相似，另一种获得了微小的DNA突变。发生突变的能够生活在肠道粘膜内，它们也能逃离肠道，持续存在于淋巴结和肝脏中。

与促使免疫快速清除的传统病原体不同，这些重新安置的细菌的小菌落仍然半隐藏在器官中，能够暂时不被免疫系统注意到。然而，研究者发现，随着时间的推移，它们的存在最终还是会引发炎症病理，如自身免疫性疾病。研究人员说，这种现象至少可以部分解释：为什么一些携带潜在致病菌的人不会生病，但随着年龄的增长，患病的风险会增加。

“宿主内进化”

研究人员说，肠道细菌变得更具致病性的能力是由一种被称为“宿主内进化”的现象驱动的，这表明了生活在我们肠道中的单个细菌物种能够在我们的一生中适应和进化。他们还表明，影响宿主内进化速度或轨迹的环境因素也将对微生物驱动疾病的发展产生重要影响。

例如，饮食健康的人往往会在他们的肠道中形成多样化的细菌群落。因为许多不同的微生物必须争夺空间和资源，从而限制了单个物种的种群规模，所以降低了潜在的不健康变体出现并逃离肠道的机会。相反，在多样性较低的细菌群落中，肠道内可能会出现更多的生态位，增加了破坏性细菌变异产生的可能性。

“这些细菌基本上已经适应了存在于肠道外的器官中，”Palm说， “我们认为，由于非致病性菌株在个体之间的优先传播，这一进化过程在每个新宿主中重新开始。”

他补充说，了解宿主内进化在塑造肠道细菌行为中的作用，可能最终会揭示新的治疗干预措施，可以限制或重定向这一过程，以防止与“肠漏”相关的各种疾病的发展。

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2022-07-gut-microbes-evolve-dangerous.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。