炎癥促進(jìn)噬菌體在沙門氏菌之間轉(zhuǎn)移
中國微生物菌種查詢網(wǎng) / 2017-03-20 10:51:55
根據(jù)一項(xiàng)新的研究，沙門氏菌感染導(dǎo)致的腸道炎癥激活這些細(xì)菌中的噬菌體（即感染細(xì)菌的病毒），從而導(dǎo)致這些噬菌體中的基因在整個(gè)菌落中擴(kuò)散。這一發(fā)現(xiàn)揭示出在感染期間，這些病毒編碼的遺傳性狀，如增加的毒力，能夠快速地在這種致病性細(xì)菌中出現(xiàn)。
英國索爾福德大學(xué)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)家ChloeJames（未參與這項(xiàng)研究）在發(fā)送給《科學(xué)家》雜志的電子郵件中寫道，“這是一項(xiàng)非常不錯(cuò)的研究。它優(yōu)雅地證實(shí)了炎癥對腸道中的噬菌體活性的影響。”
英國羅伯-金斯利食品研究所研究員RobKingsley（也未參與這項(xiàng)研究）回應(yīng)道，“這是一篇非常高質(zhì)量的論文。它首次證實(shí)在病原菌進(jìn)化中發(fā)揮著非常重要作用的噬菌體轉(zhuǎn)移是由感染期間這種病原菌本身的作用觸發(fā)的?！?
一些噬菌體馬上殺死它們的宿主。其他的噬菌體長期地停留在宿主內(nèi)。這些溫和的噬菌體通過給它們的細(xì)菌宿主提供至少一種遺傳益處（如抗生素耐藥性，或增加的毒力）來確保它們停留在這種宿主內(nèi)。但是，當(dāng)這種細(xì)菌宿主陷入麻煩時(shí)，事情就發(fā)生變化：這些噬菌體快速地增殖，殺死宿主細(xì)胞，并且前去感染附近的健康細(xì)菌。James寫道，通過以這種方式將這些噬菌體的有益基因轉(zhuǎn)移到新的宿主，它們“在細(xì)菌進(jìn)化中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用”。
論文共同通信作者、瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院微生物學(xué)家Wolf-DietrichHardt說，可能促進(jìn)噬菌體放棄它們的細(xì)菌宿主的細(xì)胞應(yīng)激已在體外得到詳細(xì)的研究，但是在體內(nèi)很少得到研究。他說，已知噬菌體能夠在動(dòng)物腸道中的細(xì)菌之間發(fā)生轉(zhuǎn)移，“但是，這真正是如何發(fā)生的，是什么促進(jìn)這種轉(zhuǎn)移的以及這種轉(zhuǎn)移的效率如何，一直是個(gè)未知數(shù)”。
為了解答這些問題，Hardt和同事們利用兩種沙門氏菌菌株感染小鼠。一種沙門氏菌菌株（供者）含有編碼毒力因子SopE的噬菌體。SopE有助這種菌株侵入宿主腸道細(xì)胞。另一種沙門氏菌菌株（受者）不含有這樣的噬菌體。他們將少量的相同劑量的這兩種沙門氏菌菌株移植到這些小鼠體內(nèi)，產(chǎn)生腸道感染。顯著的是，在24小時(shí)后，噬菌體將sopE基因從供者菌株轉(zhuǎn)移到受者菌株中。Hardt說，“這是超高效的?！?
是什么促進(jìn)這種轉(zhuǎn)移？Hardt說，在動(dòng)物的腸道內(nèi)，沙門氏菌會遭受宿主先天免疫系統(tǒng)的“嚴(yán)重打擊”，“它們遇上了大麻煩”。
因此，他的團(tuán)隊(duì)猜測這種炎性環(huán)境可能是噬菌體逃避宿主先天免疫系統(tǒng)的信號。為了測試這種想法，這些研究人員構(gòu)建出這兩種沙門氏菌菌株的無毒版本。Hardt解釋道，這些菌株在導(dǎo)致腸道炎癥產(chǎn)生大約三天前，能夠在腸道中定植。該團(tuán)隊(duì)證實(shí)，在這種非炎性期間，sopE轉(zhuǎn)移顯著下降。
再者，給這些小鼠接種滅活的沙門氏菌也會使得它們隨后遭受沙門氏菌感染時(shí)顯著地抑制噬菌體轉(zhuǎn)移。（疫苗接種確保隨后的感染性細(xì)菌被宿主抗體而不是先天性炎癥中和。）
James寫道，“這項(xiàng)研究提示著疫苗接種不僅能夠抵抗細(xì)菌性疾病，而且也會降低體內(nèi)的細(xì)菌轉(zhuǎn)移可能增強(qiáng)毒力或抵抗治療的遺傳物質(zhì)的能力?！?
Hardt指出，這種之前被忽視掉的疫苗接種益處應(yīng)當(dāng)在未來的免疫學(xué)研究中加以考慮。
美國洛克菲勒大學(xué)研究員VincentFischetti（未參與這項(xiàng)研究）說，就這些實(shí)驗(yàn)而言，疫苗接種策略是否會發(fā)生變化是不確定的。他補(bǔ)充道，已知疫苗是“控制感染的最好方法，這一點(diǎn)是毋庸置疑的”。
不過，F(xiàn)ischetti說，這些發(fā)現(xiàn)確實(shí)會對“腸道中發(fā)生什么提供更好的理解”。他補(bǔ)充道，接下來的問題是“噬菌體轉(zhuǎn)移的結(jié)果是什么？”和“這種轉(zhuǎn)移如何在疾病中發(fā)揮著作用？”