Science：抗生素危机的一个转折点——新的疫苗概念解决肠道中的有害细菌

在与细菌病原体的斗争中，研究人员正在将疫苗接种与无害微生物在肠道的靶向定植结合起来。这种方法可能标志着抗生素危机的一个转折点。

　　

肠道细菌是一个复杂的问题。一方面，我们依赖微生物，因为它们在我们的肠道中消化食物。另一方面，细菌中也有许多病原体。其中一些病原体可引起腹泻，而另一些则取决于具体情况：它们可以在肠道中不被注意地生活很长时间，但如果免疫系统减弱、肠壁受损或通过伤口进入血液，它们就会变得危险。这可能导致血液中毒或危及生命的器官炎症。

长期以来，科学家们一直在研究针对肠道中致病微生物的疫苗，特别是那些抗生素因耐药性而无效的疫苗。然而，这不是一项简单的任务，因为肠道免疫系统的工作方式与身体其他部位的免疫系统不同，而且科学尚未完全破译肠道免疫系统。

有效的组合

苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）和牛津大学威廉·邓恩爵士病理学院（Sir William Dunn School of Pathology）的教授艾玛·斯莱克（Emma Slack）正在这一领域开展研究。现在，她与巴塞尔大学生物中心的msamdsamric Diard教授以及一个国际研究小组一起，展示了如何制定针对肠道病原体的高效口服疫苗：即，不仅接种疫苗，还将其与与致病微生物竞争食物的无害细菌结合起来，从而使它们饿死。研究人员在发表在《科学》杂志上的一项小鼠研究中证明了这一点。

通过他们的联合方法，研究人员不仅能够防止沙门氏菌在老鼠体内的定植，而且还能有效地对付已经存在的大肠杆菌。在这两种情况下，单独接种疫苗或无害细菌的影响要小得多。

为了使竞争菌株成功地与致病微生物竞争，至关重要的是，它们必须在尽可能相似的条件下生长，即它们必须生活在同一段肠道中，能够应对相同的酸度和氧气水平，并使用相同的营养物质。

研究人员据此选择或生产出合适的竞争菌株。在这项研究的框架内，他们在实验室证明，在基因工程的帮助下，有可能生产出一种高效的沙门氏菌竞争菌株。然而，如果巧妙地选择和组合天然存在的菌株，这也可以在没有基因工程的情况下实现，正如研究人员用三种天然存在的大肠杆菌菌株的混合物所证明的那样。

“就像园艺”

“虽然我们可以用疫苗消灭致病菌，但我们需要无害的微生物来填补肠道生态系统中由此产生的生态位，以取得长期成功，”Slack解释说。“这就像园艺。如果你想在花园的某个区域避免杂草，你必须在除草后在那里种植其他植物。如果你让土壤空着，杂草就会重新长出来。”

正如早期的研究表明的那样，一些人的肠道菌群自然包括与致病菌竞争的细菌菌株，从而控制它们。在这些个体中，针对肠道病原体的疫苗接种在过去已经很有效。作为新方法的一部分，通过接种竞争菌株，即使在没有这种竞争菌株的人群中，也有可能实现有效的保护。

减少抗生素的使用

这种新方法的一个主要优点是，它取代了致病菌，而不需要抗生素。它对抗生素耐药细菌也有效，这种细菌正在成为一个日益严重的健康问题。

通过这种新方法，可以在手术干预之前消除患者肠道中的致病性甚至耐药细菌。这在器官移植的情况下尤其重要，例如，患者必须服用免疫抑制药物。研究人员强调，这将为减少抗生素的使用铺平道路。

这种方法在去遥远的国家旅行之前也很有用，因为那里有免疫系统没有准备好的细菌菌株。“总的来说，我们在消灭人群中有害和耐抗生素菌株方面越成功，对每个人的健康就越好，”斯莱克说。

例如，有一天，人们可能能够吞下含有疫苗和竞争细菌的胶囊。然而，在这种方法应用于人类之前，还需要进一步的研究。在目前的研究中，科学家们使用模型病原体来证明将它们从肠道中移除是可能的。现在，研究人员面临的重大任务是将他们的发现应用于临床相关的微生物菌株——以及人类。