索爾克研究所(Salk Institute)的科學(xué)家們提出了一種可能的解決方案:“超級(jí)英雄”細(xì)菌生活在腸道內(nèi)，然后轉(zhuǎn)移到身體的其他部位，以減輕感染帶來(lái)的危及生命的副作用。

2015年10月30日發(fā)表的一篇論文,在《科學(xué)》雜志上,索爾克的研究人員報(bào)告說(shuō),發(fā)現(xiàn)的微生物大腸桿菌小鼠能夠提高動(dòng)物的耐受感染的肺部和腸道,防止浪費(fèi)了常見(jiàn)的肌肉組織和潛在的致命損失發(fā)生在嚴(yán)重感染。如果在人體中發(fā)現(xiàn)一種類(lèi)似的保護(hù)性菌株，它可能提供一種對(duì)抗肌肉萎縮的新途徑。肌肉萎縮折磨著膿毒癥患者和院內(nèi)獲得性感染患者，其中許多人現(xiàn)在對(duì)抗生素產(chǎn)生了耐藥性。

“治療感染一直專(zhuān)注于消除的微生物,但實(shí)際上細(xì)菌殺死人不自己還附帶損害它的身體,“艾爾斯詹妮爾說(shuō),沙克無(wú)關(guān)助理教授基礎(chǔ)免疫生物學(xué)和微生物發(fā)病機(jī)理和高級(jí)研究員的實(shí)驗(yàn)室研究。

她補(bǔ)充說(shuō):“我們的發(fā)現(xiàn)表明，預(yù)防損傷——在這種情況下是肌肉萎縮——可以避免感染最致命的方面。”“如果不嘗試殺死病原體，就不會(huì)促進(jìn)致命的耐抗生素菌株的進(jìn)化，這些菌株正在殺死世界各地的人。”我們或許可以用“超級(jí)英雄”來(lái)對(duì)付超級(jí)細(xì)菌。

抗生素曾經(jīng)是最強(qiáng)大、最具革命性的藥物，但由于細(xì)菌能夠迅速進(jìn)化出對(duì)藥物的耐藥性，抗生素似乎已經(jīng)達(dá)到了極限。抗生素耐藥性的上升對(duì)世界各地的人們構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，因?yàn)橐欢热菀卓刂频募膊∨懦庖磺兄委熍?。最近的一?xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在美國(guó)醫(yī)院，手術(shù)后導(dǎo)致感染的細(xì)菌中，多達(dá)一半對(duì)標(biāo)準(zhǔn)抗生素具有耐藥性。

根據(jù)美國(guó)疾病控制中心(U.S. Centers for Disease Control，簡(jiǎn)稱(chēng)cdc)的數(shù)據(jù)，僅在美國(guó)，每年就有200萬(wàn)人感染對(duì)抗生素具有耐藥性的細(xì)菌，每年至少有2.3萬(wàn)人死于這些感染。

“抗生素是醫(yī)學(xué)上的一大進(jìn)步，但這種用藥物殺死細(xì)菌的模式顯然有它的弱點(diǎn)，”亞歷山大·帕拉菲里·希比(Alexandria Palaferri Schiebe)說(shuō)。大多數(shù)研究人員都在尋找新的抗生素，但這加劇了醫(yī)生和細(xì)菌之間的軍備競(jìng)賽。注重疾病耐受性——防止疾病造成的危害——而不是根除微生物——是治療傳染病的一種新范式。

為了找到對(duì)抗感染的新方法，艾爾斯的研究小組求助于微生物組，即在我們體內(nèi)和諧生活的微生物群落。在人體中，微生物的數(shù)量是細(xì)胞的10倍，占體重的3%。盡管如此，我們對(duì)這些微小的乘客是如何與我們的發(fā)育、新陳代謝和免疫系統(tǒng)相互作用的知之甚少。

艾爾斯在研究生時(shí)期就開(kāi)始研究疾病的耐受性，他假設(shè)腸道微生物群中可能含有可以防止感染造成損害的細(xì)菌。Ayres說(shuō):“有很多證據(jù)支持這一觀點(diǎn)，但到目前為止，還沒(méi)有人識(shí)別出這種菌株，也沒(méi)有人展示出細(xì)菌提供疾病耐受的機(jī)制。”

索爾克的研究小組發(fā)現(xiàn)了一群對(duì)肌肉消耗有抵抗力的實(shí)驗(yàn)老鼠。通過(guò)將這些小鼠的腸道菌群組成與缺乏耐藥性的小鼠進(jìn)行比較，研究小組發(fā)現(xiàn)了一種只存在于耐藥小鼠體內(nèi)的大腸桿菌菌株。當(dāng)正常小鼠口服這種有益的大腸桿菌菌株時(shí)，它們?cè)谀c道感染傷寒沙門(mén)氏菌和泰國(guó)伯克霍爾德菌引起的肺炎期間獲得了保持肌肉和脂肪質(zhì)量的能力。

下一步是找出細(xì)菌是如何賦予老鼠這種耐受性的。艾爾斯的團(tuán)隊(duì)與索爾克大學(xué)教授羅納德·埃文斯(Ronald Evans)的實(shí)驗(yàn)室合作，發(fā)現(xiàn)在被病原細(xì)菌感染期間，大腸桿菌離開(kāi)腸道，進(jìn)入脂肪組織，引發(fā)保護(hù)性反應(yīng)，滋養(yǎng)肌肉。

正常情況下，患有肺部和腸道感染的小鼠會(huì)看到一種名為胰島素樣生長(zhǎng)因子1 (IGF-1)的激素下降，這種激素是一種向身體發(fā)出信號(hào)以保持肌肉質(zhì)量的分子。但具有保護(hù)作用的大腸桿菌激活了脂肪組織中的IGF-1通路，維持了正常的IGF-1水平，并在動(dòng)物受到致病性感染的情況下維持了動(dòng)物的肌肉。

索爾克團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌菌株通過(guò)一種名為炎性小體的細(xì)胞分子復(fù)合物中介激活了IGF-1肌肉維持通路。作為人體固有免疫系統(tǒng)的一部分，炎癥小體對(duì)感染的反應(yīng)是觸發(fā)感染區(qū)域的炎癥，從而消滅致病微生物。大腸桿菌使用同樣的警報(bào)系統(tǒng)告訴身體維持IGF-1水平，從而保持肌肉質(zhì)量。

這樣一個(gè)微生物“超級(jí)英雄”能否拯救感染人類(lèi)還有待觀察。艾爾斯的研究小組目前正在研究大腸桿菌菌株能抵抗病原體多長(zhǎng)時(shí)間，以及人體免疫系統(tǒng)最終能否徹底消滅有害細(xì)菌。他們也開(kāi)始研究這種微生物是否存在于人類(lèi)中。

“我們還需要了解很多，但這是一個(gè)非常有希望的跡象，微生物可能被用作藥物，”艾爾斯說(shuō)。“它可能為治療感染提供一個(gè)全新的途徑，即使是那些對(duì)抗生素有耐藥性的感染，同時(shí)也可以防止新的耐藥菌株的出現(xiàn)。”