揭示益生菌芽孢杆菌清除金黄色葡萄球菌机制

在一项新的研究中，来自美国国家过敏与感染性疾病研究所（NIAID）、泰国姊妹校皇家科技大学和玛希隆大学的研究人员证实在益生菌消化补充剂中常见的一种“有益的”细菌有助清除金黄色葡萄球菌，即一种可引起严重的抗生素耐药性感染的细菌。他们意外地发现芽孢杆菌（Bacillus）阻止金黄色葡萄球菌在健康个体的肠道和鼻子中生长。随后，他们利用一种小鼠研究模型，精确地确定了这是如何发生的。 相关研究结果于2018年10月10日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Pathogen elimination by probiotic Bacillus via signalling interference”。

NIAID主任Anthony S. Fauci说，“益生菌常被推荐作为改善消化系统健康的膳食补充剂。这是首批准确描述它们如何提供健康益处的研究之一。对某些疾病而言，作为抗生素治疗的一种有效的替代方案，口服芽孢杆菌可能在科学上是吸引人的，这绝对值得进一步探索。”

葡萄球菌感染每年导致全世界数万人死亡。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）作为一种引起严重疾病的病因而广为人知。鲜为人知的是，金黄色葡萄球菌通常能够生活在鼻子或肠道中而不会造成任何伤害。然而，如果皮肤屏障受到破坏，或免疫系统受损，那么这些定植细菌能够导致严重的感染。

阻止葡萄球菌感染的一种策略是清除金黄色葡萄球菌定植。然而，一些去定植策略是有争议的，这是因为它们需要使用相当数量的外用抗生素并且取得有限的成功，这部分上是原因它们仅靶向鼻子中的细菌，而且来自肠道中的细菌会快速地重新定殖。

这些研究人员在泰国农村招募了200名志愿者进行研究。他们猜测，这一人群不会像高度发达的城市地区的人那样受到食品杀菌或抗生素的影响。他们首先分析了每个研究参与者的粪便样本中与金黄色葡萄球菌不存在相关的细菌。他们发现了101个芽孢杆菌（主要是枯草芽孢杆菌）阳性粪便样本---发现的这种类型的细菌与许多益生菌产品中的其他细菌混合在一起。芽孢杆菌形成孢子，这些孢子能够在恶劣的环境中存活下来，并且通常与蔬菜一起被人摄入，从而允许它们能够在肠道中暂时地生长。他们随后对这200名志愿者进行采样，接着检测金黄色葡萄球菌在这些志愿者肠道（阳性样本为25例）和鼻子（阳性样本为26例）中的存在。引人注目的是，他们在任何存在芽孢杆菌的样品中都没有发现金黄色葡萄球菌。

在小鼠研究中，这些研究人员发现了一种金黄色葡萄球菌群体感应系统，这种群体感应系统当这种细菌在肠道中生长时才发挥功能。有趣的是，他们从人类粪便中回收的所有100多种芽孢杆菌分离株都有效地抑制了这种群体感应系统。

通过使用色谱和质谱技术，这些研究人员鉴定出一种特殊类型的称为芬荠素（fengycin）的脂肽是芽孢杆菌中抑制这种金黄色葡萄球菌群体感应系统的特定物质。

进一步的测试表明芬荠素对几种不同的金黄色葡萄球菌菌株---包括高风险的USA300 MRSA，它在美国引起大多数社区获得型MRSA感染（community-associated MRSA infection），并且是一种日益常见的与医疗保健相关的MRSA感染的原因---具有相同的作用。

为了进一步验证这些发现，这些研究人员将金黄色葡萄球菌定植在小鼠的肠道中并给它们喂食枯草芽孢杆菌孢子来模拟益生菌摄入。每两天给予益生菌芽孢杆菌可清除这些小鼠肠道中的金黄色葡萄球菌。利用不产生芬荠素的芽孢杆菌开展相同测试没有产生效果，并且金黄色葡萄球菌如预期的那样茁壮生长。

这些研究人员接下来计划测试一种仅含有枯草芽孢杆菌的益生菌产品是否能够清除人体中的金黄色葡萄球菌。他们计划为这个项目招募更多的泰国志愿者。论文通信作者、NIAID首席研究员Michael Otto博士说，“最终，我们希望确定一种简单的益生菌治疗方案是否可用于降低医院中的MRSA感染率。”