Nature：利用甘露糖苷選擇性地清除腸道中的致病性大腸桿菌，有望治療復(fù)發(fā)性尿路感染

　　威正翔禹生物viansaga導(dǎo)讀：尿路感染（urinary tract infection, UTI）是最為常見的感染之一，而且即便接受治療，它們往往一次又一次地復(fù)發(fā)。大多數(shù)UTI是由無害地生活在腸道內(nèi)的大腸桿菌擴(kuò)散到尿路中導(dǎo)致的。

　　然而，當(dāng)通過糞便釋放出來時(shí)，這些細(xì)菌能夠擴(kuò)散到尿路口甚至向上擴(kuò)散到膀胱，在那里，它們能夠?qū)е聠栴}。常規(guī)的看法認(rèn)為UTI經(jīng)常復(fù)發(fā)是因?yàn)閬碜阅c道的含有致病性細(xì)菌的細(xì)菌群體持續(xù)地重新定植在尿路中。

　　在一項(xiàng)新的研究中，來自美國華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)教授Scott J. Hultgren博士及其團(tuán)隊(duì)推斷如果他們能夠降低腸道中的危險(xiǎn)性大腸桿菌數(shù)量，那么他們可能降低發(fā)生UTI的幾率，并且可能阻止一些復(fù)發(fā)性感染。

　　首先，這些研究人員鑒定出大腸桿菌在腸道中存活所需的基因。一組基因編碼菌毛，即大腸桿菌表面上的毛狀附屬物，它允許這些細(xì)菌像分子維可牢那樣附著到組織上。若缺乏這種菌毛，這些細(xì)菌不能夠在腸道中茁壯成長。

　　早期的研究已發(fā)現(xiàn)這種鑒定出的菌毛附著到在膀胱表面上發(fā)現(xiàn)的甘露糖。這種菌毛利用附著的甘露糖緊緊地結(jié)合膀胱表面上的甘露糖受體，從而允許這些細(xì)菌在人小便時(shí)避免被沖走。缺乏這種菌毛的細(xì)菌不能夠?qū)е滦∈蟀l(fā)生UTI。

　　在此之前，Hultgren和論文共同作者、華盛頓大學(xué)生物化學(xué)與分子生物物理學(xué)副教授James W. Janetka博士對甘露糖進(jìn)行化學(xué)修飾產(chǎn)生一類被稱作甘露糖苷的分子，甘露糖苷雖然類似于甘露糖，但是這些細(xì)菌能夠利用它們的菌毛更加緊緊地結(jié)合到甘露糖苷上。不同于甘露糖受體的是，這些甘露糖苷并不附著到膀胱壁上，因此，這些細(xì)菌緊緊抓住甘露糖苷而不是甘露糖受體，能夠被尿液沖走。

　　鑒于這些研究人員發(fā)現(xiàn)這種相同的菌毛也允許這些細(xì)菌結(jié)合到腸道上，他們推斷甘露糖苷治療能夠降低大腸中的大腸桿菌數(shù)量，從而可能阻止這些細(xì)菌擴(kuò)散到膀胱中。

　　為了測試這一看法，他們將尿路致病性大腸桿菌菌株導(dǎo)入到小鼠的膀胱和腸道中來反映在人體中觀察到的情形。在發(fā)生UTI的女性體內(nèi)，這些導(dǎo)致膀胱問題的相同細(xì)菌通常也被發(fā)現(xiàn)生活在腸道中。

　　這些研究人員讓這些小鼠口服三劑甘露糖苷，隨后在接受最后一劑甘露糖苷之后，測量了膀胱和腸道中的細(xì)菌數(shù)量。他們發(fā)現(xiàn)這些致病性細(xì)菌在膀胱中幾乎全部消失，并且它們在腸道中的數(shù)量降低了100倍，從每種樣品1億個(gè)細(xì)菌降低到每種樣品100萬個(gè)。

　　論文**作者Caitlin Spaulding說，“盡管我們不能完全將這種細(xì)菌菌株從腸道中清除，但是這些結(jié)果仍然是有前景的。降低腸道中的致病性細(xì)菌數(shù)量意味著能夠進(jìn)入尿路和導(dǎo)致UTI的細(xì)菌數(shù)量變得更少了。”

　　這些研究人員研究過的這種菌毛也在大多數(shù)大腸桿菌菌株和一些相關(guān)的細(xì)菌物種中發(fā)現(xiàn)到。在理論上，甘露糖苷治療能夠?qū)е律钤谀c道中的具有相同菌毛的其他細(xì)菌被尿液清洗走，這幾乎與抗生素治療殺死靶細(xì)菌和旁觀的細(xì)菌一樣。清除無害的細(xì)菌潛在地為腸道中更加危險(xiǎn)的細(xì)菌生長騰出空間。這能夠?qū)е履c道紊亂，這是廣譜抗生素治療的已知風(fēng)險(xiǎn)之一。

　　通過與論文共同作者、華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院教授Jeffrey I. Gordon博士合作，這些研究人員測量了在甘露糖苷治療后的腸道微生物組組成。他們發(fā)現(xiàn)甘露糖苷治療除了對導(dǎo)致大多數(shù)UTI的細(xì)菌之外，對其他的腸道細(xì)菌產(chǎn)生最小的影響。這與抗生素治療后觀察到的很多細(xì)菌物種豐度發(fā)生大規(guī)模變化形成鮮明的對比。Spaulding說，“這一發(fā)現(xiàn)是激動(dòng)人心的，這是因?yàn)槲覀冮_發(fā)出一種能夠像分子手術(shù)刀那樣發(fā)揮作用的藥物。它特異性清除你想要去掉的靶細(xì)菌，同時(shí)讓微生物群落中的剩余細(xì)菌保持完好無損。”

　　再者，鑒于甘露糖苷不是抗生素，它可能潛在地被用來治療抗生素耐藥性細(xì)菌菌株導(dǎo)致的UTI。

　　鑒于小鼠和女性的尿路結(jié)構(gòu)和行為存在的差異使得利用小鼠測試降低腸道中的細(xì)菌載量是否真地降低復(fù)發(fā)性UTI發(fā)生次數(shù)遭受挑戰(zhàn)。為了解答這一問題，還需開展人體研究。（威正翔禹生物 viansaga.com）

　　原始出處：

　　Caitlin N. Spaulding, Roger D. Klein, Ségolène Ruer et al. Selective depletion of uropathogenic E. coli from the gut by a FimH antagonist. Nature, Published online 14 June 2017, doi:10.1038/nature22972