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肠道微生物组与人类健康息息相关，其能限制病原体生长，即定植抗性（CR）。然而，肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）作为耐药性院内病原体，常无症状定植肠道成为感染源。研究人员经转座子诱变筛选等研究发现，VI 型分泌系统（T6SS）对其肠道定植至关重要。这一成果有助于深入理解其定植机制。
在人体的肠道内，居住着数万亿个细菌小伙伴，它们组成了肠道微生物组，与人体健康紧密相连。这些细菌小伙伴有个重要任务，就是限制外来病原体的生长，这个过程就叫做定植抗性（CR）。可有一种叫肺炎克雷伯菌（
Klebsiella pneumoniae）的家伙，它不仅常常耐药，还是医院里常见的病原体。它能悄无声息地在肠道里 “安营扎寨”，成为后续感染的 “储备军” ，给患者健康带来严重威胁，也让医疗系统压力倍增。虽然之前对它有一些研究，但肺炎克雷伯菌与肠道微生物组之间复杂的相互作用，仍有很多谜团等待解开。
为了搞清楚这些问题，来自美国维克森林医学院（Wake Forest School of Medicine）等机构的研究人员开展了深入研究。他们发现，肺炎克雷伯菌的 VI 型分泌系统（T6SS）在其肠道定植过程中起着关键作用，并且该系统的基因表达受肠道环境信号调控。这一重要研究成果发表在了《Nature Communications》上。
研究人员采用了多种技术方法。在小鼠实验方面，使用特定品系的 C57BL/6J 小鼠进行感染实验，通过监测粪便和器官中的细菌数量来评估定植情况。在基因研究技术上，运用转座子诱变构建突变体库，结合插入测序（INSeq）筛选对肠道定植有重要作用的基因；利用 qRT-PCR 技术检测基因表达水平；借助 DNA - 蛋白质相互作用酶联免疫吸附测定（DPI - ELISA）确定转录因子与基因启动子的结合情况。此外，还通过宏基因组学（metagenomics）分析肠道微生物组的变化，运用液滴数字 PCR（ddPCR）对特定细菌进行定量。
在研究结果部分，研究人员首先进行了促进肺炎克雷伯菌胃肠道定植基因的鉴定。他们构建了包含 56,757 个独特插入的 mariner 转座子突变体库，经筛选发现约 9.11%（470 个）的基因对其在小鼠肠道定植有显著贡献，这些基因多与营养摄取和代谢相关。
接着研究发现，T6SS 是肺炎克雷伯菌的定植决定因素。T6SS 通常参与抑制其他革兰氏阴性菌，KPPR1S 菌株编码两个 T6SS 位点和三个辅助簇。实验表明，T6SS 基因在肠道中表达上调，敲除关键基因 ClpV 后，菌株在肠道定植能力明显下降，互补菌株则能恢复定植能力，证实了 T6SS 对肠道定植的重要性。
进一步研究发现，两个 T6SS 位点对肠道定植都很重要。构建 T6SS 位点缺失突变体并进行小鼠感染实验，结果显示单一位点和双位点缺失突变体的粪便排出量和肠道定植密度均低于野生型菌株，且野生型菌株无法拯救突变体的定植缺陷，表明两个位点都不可或缺。同时，研究还发现 T6SS 在肺部定植中并非必需。
在 T6SS 基因调控方面，研究人员发现肺炎克雷伯菌 t6ss 基因受 ArgR、FNR 和 Fur 直接调控。通过分析启动子区域，发现存在这些转录因子的结合序列。在模拟肠道环境条件下培养细菌，t6ss 基因表达上调；构建突变体检测 GFP 表达水平，以及进行 DPI - ELISA 实验，证实了这些转录因子能直接结合 t6ss 基因启动子。
宏基因组学分析显示，肺炎克雷伯菌会引发肠道微生物组的变化。虽然在属水平上微生物组相对丰度无显著变化，但在菌株水平上，一些革兰氏阴性菌，如 Oscillibacter sp. 1 - 3、Burkholderiales bacterium 1_1_47 和 Parasutterella excrementihominis YIT 11859 等的数量减少。
研究还发现，肺炎克雷伯菌在胃肠道中会减少 Parasutterella 的数量。利用 ddPCR 技术检测发现，接种野生型肺炎克雷伯菌的小鼠，其肠道内 Parasutterella 水平显著降低，而接种 T6SS 缺失突变体的小鼠则无明显变化。
最后，模拟肠道生长条件能促进肺炎克雷伯菌 T6SS 介导的细菌间竞争。在体外实验中，当肺炎克雷伯菌在模拟肠道条件下生长时，能以 T6SS 依赖的方式杀死作为替代目标的 Burkholderia cepacia，且其他肺炎克雷伯菌菌株也有类似现象。
在研究结论和讨论部分，该研究成功鉴定出多个对肺炎克雷伯菌肠道定植重要的基因，其中 T6SS 的关键作用得到验证。T6SS 主要功能可能是通过减少竞争细菌种群来开辟生存空间。研究还确定了肺炎克雷伯菌在肠道中的相互作用伙伴，发现其对革兰氏阴性菌的靶向作用。此外，明确了 T6SS 基因的调控机制，多种转录因子响应肠道环境信号调节其表达。虽然研究存在一定局限性，如仅使用单一菌株、小鼠与人类微生物组有差异等，但这些发现为理解肺炎克雷伯菌肠道定植机制提供了重要依据，有助于后续开发针对该菌感染的防控策略。
