抗生素给艰难梭菌提供了营养丰富的环境

2019-07-09 824细菌益生菌的作用

北卡罗莱纳州立大学的研究人员利用小鼠模型发现,抗生素的使用为艰难梭菌(C. diff)创造了一场“盛宴”,通过改变通常会与艰难梭菌争夺营养的本地肠道细菌。这些发现可能会导致益生菌和其他预防C. diff感染的策略的发展。

抗生素给艰难梭菌提供了营养丰富的环境

研究背景

C. diff是一种有害的细菌,可以在肠道内引起严重的、复发的、有时甚至是致命的感染。虽然细菌在我们的环境中很常见,但是C. diff感染主要发生在正在服用或最近刚结束服用抗生素的患者身上。

“我们知道抗生素是C. diff感染的主要危险因素,因为它们改变了肠道微生物群,或者是肠道细菌的组成,通过消除正常存在的细菌,”北卡罗来纳大学传染病学助理教授Casey Theriot说。“我们的最新研究表明,微生物群可能通过与该环境中的C. diff争夺营养物质,从而提供对C. diff定植的天然抵抗力;特别是一种叫做脯氨酸的氨基酸。”

抗生素给艰难梭菌提供了营养丰富的环境

研究内容

Theriot和博士后研究员Joshua Fletcher将C. diff引入经过抗生素处理的小鼠体内,并在引入后的0、12、24和30小时内监测它们的肠道环境。他们对这些时间点的肠道内容物和C. diff进行了代谢组学和RNA测序分析,以找出细菌在“吃”哪些营养物质。代谢组学使研究小组能够追踪肠道中营养物质的丰富程度,而RNA分析表明,C. diff中的哪些基因在代谢营养物质方面是活跃的。

研究人员发现,随着C. diff菌群的增加,肠道中脯氨酸的含量降低。此外,脯氨酸副产品5-氨基戊酸盐的含量也增加了,这表明C. diff正在代谢脯氨酸。RNA分析进一步证实了C. diff对脯氨酸的利用,因为C. diff中与脯氨酸代谢相关的基因在定植的早期增加,此时脯氨酸含量丰富。

抗生素给艰难梭菌提供了营养丰富的环境

后续研究方向

“我们已经能够证明,在缺乏竞争的情况下,C. diff正在小鼠模型中代谢脯氨酸和其他氨基酸,并将其作为生存和发展的燃料,”Theriot说。“希望这些信息能帮助开发出更好的益生菌,或者是‘好’细菌,能够在肠道中与C. diff争夺营养。”最终的目标是控制这些细菌,而不是仅仅依靠抗生素。”

引用

North Carolina State University. "A moveable feast: Antibiotics give C. diff a nutrient-rich environment, no competition." ScienceDaily. ScienceDaily, 28 March 2018.
www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180328204122.htm.

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