Nature:潜在的致命感染在我们的肠道中潜伏着危险的盟友
艰难梭菌(Clostridioides difficile)通常被称为C. difficile或C. diff,其是一种会引发严重肠道疾病的细菌,正如其名字那样,这种细菌难以研究且其感染难以治疗;大约六分之一被感染的个体都会在两个月内疾病再次复发,然而,目前科学家们并没有阐明为何相比一些人而言,在另一些人群中,艰难梭菌的感染非常难以治疗。人类的肠道中充满了数以万亿计的微生物,这些微生物会影响多种病原体的毒力,截止到目前为止,科学家们很少理解艰难梭菌如何与胃肠道中丰富的微生物进行相互合作。
近日,弗吉尼亚大学医学院及其合作者的新研究揭示了一种抗生素耐药性的机会致病菌:肠球菌或能与艰难梭菌相互协作,重塑并增强肠道中的代谢环境,从而使得艰难梭菌不断茁壮成长。这一发现可以帮助医生识别患有严重疾病的患者,并为新的治疗方法打开大门。
UVA的新发现有助于解释为什么某些患者面临特殊的风险。研究人员确定,在肠道中发现的一组耐抗生素的“机会性病原体”,即肠球菌,可以使c . diff更强大也更危险。
“人与人之间的互动,其他微生物和人体肠道非常复杂。这项研究利用了来自多个机构的大型多学科团队的专业知识,来解开这些复杂的相互作用,有了更深入的了解,我们就有机会开发新的治疗策略来治疗这种危险的感染。”
肠球菌是一种细菌,它们本身就能引起难以治疗的危险感染。例如,它们会导致脑膜炎、尿路感染(老年人可能会非常严重)、痛苦的胃肠道疾病憩室炎,以及其他疾病。但研究人员发现,它们构成的威胁还不止于此。
研究小组收集了患有糖尿病的患者的粪便样本,然后,他们结合实验室测试和先进的计算机建模来更好地理解这一点c . diff与肠道内的其他微生物相互作用。
他们发现肠球菌是危险的盟友, 肠球菌产生氨基酸,包括亮氨酸和鸟氨酸,它们使艰难梭菌对于肠道成分被抗生素破坏的患者来说,这是一个更大的威胁。
帕平和他的团队开发了强大的计算机模型,帮助研究人员理解和预测肠道的复杂变化。他们的工作与其他实验室进行的实验室研究相结合,表明肠球菌可以极大地重塑肠道中的“代谢组”——氨基酸等代谢物的集合。研究人员报告说,这些变化最终会重新编程,并增强其致病行为。
“Matthew Jenior (Papin实验室UVA博士后)进行的计算建模有助于发现氨基酸在相互作用中的作用c . diff和肠球菌,他们构建的计算模型将继续帮助我们更好地理解大脑中的分子过程c . diff会导致疾病。”
通过更好地理解c . diff,研究人员说菌与肠道中的肠球菌和其他微生物相互作用,医生将更好地对抗这种常见的严重感染。
“生物学是一门数据丰富的科学,利用这些数据的计算模型的能力才刚刚起步,我们对利用数据科学和计算机建模来推动生物发现的无数机会感到兴奋。”
原文标题:
Enterococci enhance Clostridioides difficile pathogenesis
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