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科学家在细菌之间的战争中发现了奇怪的线索

2020-08-11

在囊性纤维化(CF)患者中,几种不同种类的细菌可引起肺部感染铜绿假单胞菌可引起肺炎,通常在婴幼儿期感染,并持续终生,而洋葱伯克霍尔德菌复合种只感染青少年和成人。虽然伯克霍尔德菌感染很少见,但一旦感染,就会致命。现在,由北卡罗来纳大学医学院微生物学和免疫学系教授Peggy Cotter博士领导的北卡罗来纳大学医学院的科学家们发现了这种病原体明显的年龄偏好的原因。

这项发表在《Cell Host & Microbe》杂志上的研究表明,假单胞菌和伯克霍尔德菌都使用被称为VI型分泌系统(T6SS)的有毒武器来相互竞争并建立对彼此的支配地位。科学家有可能瞄准或模仿这种武器,在细菌对病人的肺部造成无法弥补的伤害之前击败它们。

长期以来,科学家一直想知道为什么伯克霍尔德菌不会感染婴幼儿。第一作者和前科特实验室研究生Andrew Perault设计并进行了实验,以证明从婴儿和幼儿身上分离出来的假单胞菌能够使用鱼叉状T6SS向竞争对手(包括伯克霍尔德菌)发射毒素,并将其杀死。

“这可能是伯克霍尔德菌不能在年轻患者中生根的原因之一,”Cotter说。“安迪指出,尽管伯克霍尔德菌也能产生T6SS,但它们不能有效地与年轻CF患者的假单胞菌相竞争。”

然而,但是当这些假单胞菌适应了CF患者肺部的生活,它们逐渐失去了产生T6SS和与伯克霍尔德菌抗争的能力。伯克霍尔德菌就会利用自己的T6SS反击,杀死假单胞菌并建立感染。

“我们相信我们的研究结果,至少在一定程度上可以解释为什么伯克霍尔德菌感染仅限于老年CF患者,”Perault说。“似乎至少有一些假单胞菌进化到在CF肺中持续存在时,它们也会逐渐失去T6SS,从而失去与伯克霍尔德菌相比的竞争优势。”

科学家认为伯克霍尔德菌T6SS是促进这些病原体感染CF患者能力的一个重要因素。因此,研究人员有可能开发出针对这些分泌系统的治疗方法来预防感染。

此外,评估CF呼吸道内常住假单胞菌群的T6SS潜力可以预测患者对潜在致命伯克霍尔德菌感染的易感性。


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