研究人員報(bào)告說(shuō)，哺乳動(dòng)物的微生物組可以作為一個(gè)哨兵，因?yàn)樗母叻磻?yīng)性的暴露。他們的研究文章發(fā)表在《應(yīng)用與環(huán)境微生物學(xué)》(Applied and Environmental Microbiology)雜志上，題為《有機(jī)磷神經(jīng)毒劑Soman中毒改變糞便細(xì)菌生物群和尿液代謝物:無(wú)癥狀神經(jīng)毒劑暴露的新特征案例》。

“有機(jī)磷化學(xué)暴露的實(shí)驗(yàn)病理生理學(xué)已被廣泛報(bào)道。在這里，我們描述了一種改變的糞便細(xì)菌生物群和尿代謝組，隨后中毒的soman，一種親脂的G級(jí)化學(xué)戰(zhàn)神經(jīng)毒劑。未麻醉的Sprague-Dawley雄性大鼠以中致死劑量(LD50)的0.8(亞致癲癇)或1.0(致癲癇)皮下給藥soman，并評(píng)估其毒性征象。根據(jù)捕獲活性對(duì)動(dòng)物進(jìn)行分層，評(píng)價(jià)soman暴露對(duì)糞便細(xì)菌生物群和尿液代謝物的影響。Soman暴露通過(guò)改變Firmicutes和Proteobacteria門(mén)的Facklamia、根瘤菌、Bilophila、Enterobacter和Morganella屬改變糞便細(xì)菌生物群，其中一些已知可以水解OPs。然而，在回腸的細(xì)菌生物群中沒(méi)有觀察到類(lèi)似的變化，在soman中毒后，無(wú)論動(dòng)物的劑量或捕獲狀態(tài)如何，回腸的細(xì)菌生物群都保持不變。

然而，在soman暴露后75天，細(xì)菌生物群穩(wěn)定下來(lái)，各組之間沒(méi)有觀察到差異。有趣的是，僅考慮動(dòng)物的捕獲狀態(tài)，我們發(fā)現(xiàn)尿液代謝組存在顯著差異。在捕獲動(dòng)物的72小時(shí)內(nèi)，白三烯C4、kynurenic酸、5-羥吲哚乙酸、去甲腎上腺素和醛固酮的排泄率要高得多，這與soman中毒早期多器官參與的情況一致。這些發(fā)現(xiàn)證明了利用糞便細(xì)菌生物群的失調(diào)結(jié)合尿液代謝組改變作為臨床上暴露于癥狀前的OP的證據(jù)的可行性，從而為未來(lái)的神經(jīng)保護(hù)治療提供可能。

索曼與據(jù)信已在敘利亞獲釋的特工沙林類(lèi)似。兩者都是有機(jī)磷，用于某些農(nóng)藥和神經(jīng)毒氣。它們阻礙神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的正常分解，導(dǎo)致神經(jīng)、肌肉和某些腺體受到過(guò)度刺激。在大劑量的情況下，這些化合物會(huì)干擾關(guān)閉神經(jīng)傳遞的機(jī)制，導(dǎo)致窒息。

研究人員檢查了暴露后72小時(shí)微生物組的變化。“我們的目的是確定輕微接觸soman所造成的生理?yè)p傷的具體特征，”因?yàn)檫@些可能提供警告癥狀并確定需要治療的人，第一作者Derese Getnet博士說(shuō)。

微生物組中最顯著的變化是對(duì)細(xì)菌屬、法氏菌屬、腸桿菌屬和嗜菌菌屬以及對(duì)植物有益的根瘤菌屬的檢測(cè)。“看到根瘤菌在有機(jī)磷存在下生長(zhǎng)是非常有趣的，因?yàn)樗且环N已知的與生物修復(fù)有關(guān)的生物體，”Getnet博士繼續(xù)說(shuō)。根瘤菌通常與腸道無(wú)關(guān)，但有機(jī)磷的存在可能使其相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)微生物具有短暫的優(yōu)勢(shì)。

Getnet博士補(bǔ)充說(shuō):“這些暴露的特征在暴露后至少72小時(shí)內(nèi)可以檢測(cè)到，它們不僅存在于有癥狀的動(dòng)物中，而且存在于無(wú)癥狀的動(dòng)物中。”“應(yīng)該有可能在任何癥狀出現(xiàn)之前或無(wú)癥狀的接觸發(fā)生之前檢測(cè)到這些變化。”他還指出，這種取樣方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它是非侵入性的，而且可以在常規(guī)的基礎(chǔ)上對(duì)接觸的部位和對(duì)象進(jìn)行篩查，而不需要具體的接觸知識(shí)。

這一點(diǎn)很重要，因?yàn)樵谏窠?jīng)毒劑攻擊期間，很難確定受影響區(qū)域的邊界，也很難確定誰(shuí)受到了影響。此外，癥狀的發(fā)作是不可預(yù)測(cè)的，導(dǎo)致基于癥狀的暴露估計(jì)是不準(zhǔn)確的。

Getnet博士說(shuō):“這項(xiàng)研究背后的動(dòng)機(jī)是確定神經(jīng)制劑和有機(jī)磷暴露的新特征，這些特征可以迅速適應(yīng)尿液化學(xué)和微生物學(xué)的臨床病理學(xué)工作流程，而不需要開(kāi)發(fā)新的技術(shù)和臨床標(biāo)準(zhǔn)。”他解釋說(shuō)，這項(xiàng)工作只是“概念的證明”，需要更多的研究來(lái)確定樣本對(duì)每種毒物的敏感性，以及所有不同有機(jī)磷農(nóng)藥和神經(jīng)毒劑的信號(hào)。

為此，將不需要開(kāi)發(fā)新的平臺(tái)。Getnet博士說(shuō)，現(xiàn)有的技術(shù)只需要進(jìn)行改進(jìn)。

這些進(jìn)展可能對(duì)保護(hù)平民以及武裝部隊(duì)免受神經(jīng)毒劑或有機(jī)磷毒物的侵害具有重要意義。這項(xiàng)工作還能使醫(yī)院確定一個(gè)人是否不僅暴露于神經(jīng)毒劑中，而且暴露于有機(jī)磷農(nóng)藥和阻燃劑中，這兩種物質(zhì)也可能是相當(dāng)有害的。