鏈接腹瀉病原體
研究人員已經(jīng)闡明了疫苗接種如何對抗細菌性腸道疾?。耗c道中的疫苗誘導抗體在腸道中生長時會阻止病原體,從而預防疾病,并且令人驚訝地也阻礙了抗生素耐藥性的傳播。已知疫苗可以預防病原體如細菌或病毒。它們指導身體形成保護性抗體(IgA),并已成功用于抵抗某些腸道感染。
然而,以前不清楚腸道抗體(稱為分泌性IgA)如何預防感染。由ETH高級助理Emma Slack領導的一組研究人員現(xiàn)在使用基于沙門氏菌的腹瀉的例子來證明分泌型IgA與我們之前假設的方式非常不同。
在最近發(fā)表在“自然”雜志上的一項研究中,研究人員發(fā)現(xiàn),疫苗誘導的IgA有效地“鎖定”了腸道中的病原體:IgA在細胞分裂過程中將細菌的子細胞彼此結合。雖然被束縛的細菌可以繼續(xù)繁殖,但它們的所有后代仍然被困在這些團塊中。這種遺傳上均一的細菌聚集可以防止腸組織的侵襲,加速病原體的排泄,并防止不同團塊中的細菌之間的遺傳交換。
僅在試管中凝集
抗體和細菌聚集,這一過程稱為凝集,早已為人所知。然而,這僅在抗體和細菌以高密度存在并且因此經(jīng)常彼此接觸時發(fā)生。“在試管中,它以教科書的形式出現(xiàn)??贵w和細菌濃度足夠高,因此經(jīng)常發(fā)生碰撞,”Slack博士說。
然而,在腸道中,如此高的病原體密度是例外:“這使得IgA包被的細菌碰撞的可能性大大降低,”Slack博士解釋說。盡管如此,研究長期以來一直觀察到這樣的團塊確實在腸道形成 - 這意味著必須有另一種解釋為叢生。
細菌生長控制著結塊
Slack博士及其小組現(xiàn)在首次證明,即使病原體密度較低,也會形成團塊,而這并不取決于細菌的濃度。形成團塊背后的驅動力是病原體的生長速度。IgA抗體如此強烈地附著在細菌上,即使病原體分裂也不會釋放它們。因此,兩個子細胞仍然粘在一起。通過這種方式,IgA抗體可以鎖定單個快速分裂細菌的所有后代。
叢塊阻礙疾病
“關于叢形成的聰明之處在于,抗體不能殺死細菌,在最壞的情況下,細菌可能導致免疫反應劇烈。它們只是阻止微生物與宿主相互作用,相互之間或與近親相關。”蘇黎世聯(lián)邦理工學院微生物學教授Wolf-Dietrich Hardt說,他在這項研究中發(fā)揮了關鍵作用。
因此,使用疫苗接種來對抗腸道感染具有幾個優(yōu)點:抗體 - 細菌團塊不能接近腸壁,這阻止腸粘膜發(fā)炎。腸道也迅速消除了團塊,幾天后它們在糞便中被清除。“該系統(tǒng)非常有效。除了捕獲和消除許多單個細菌細胞外,更容易擺脫整個叢,”Slack博士說。
沒有抗性基因的交換
腸道疫苗接種有助于克服抗生素耐藥性危機。疫苗接種降低了可能需要使用抗生素的疾病的發(fā)生率,這將自動減少抗生素耐藥性的發(fā)展和傳播。IgA驅動的叢形成也直接阻止個體捕獲的細菌群體之間的遺傳交換。細菌通常以質粒(環(huán)狀DNA分子)的形式交換基因,這些基因經(jīng)常攜帶可怕的抗生素抗性基因。然而,為了交換質粒,細菌細胞必須接觸,如果它們被困在單獨的團塊中,它們就不能接觸。
牲畜接種疫苗
研究人員使用從殺死沙門氏菌和大腸桿菌制成口服疫苗的細菌。他們認為這種策略也可用于對抗其他腸道疾病的病原體,如志賀氏菌或李斯特菌。
沙門氏菌疫苗接種的最大應用領域可能是農(nóng)場動物,如豬,它們通常作為抗生素抗性病原體的儲庫。通過與這些動物及其生肉接觸,人類可能會感染。對人類進行疫苗接種也是可行的,這將使在災害或流行地區(qū)工作的人或在腸道感染常見的地區(qū)旅行的人受益。
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