Nature：这种细菌居然能阻断肠道的天然防御机制，这与之前观察到的策略完全不同

“这项研究表明，致病菌可以阻止受感染的细胞被排出。这与我们之前观察到的策略完全不同!”

当引起食物中毒的有害细菌（如大肠杆菌）通过消化道侵入时，肠道细胞通常会进行反击，将受感染的细胞排出体外，以阻止感染扩散。

在发表在《自然》杂志上的一项新研究中，基因泰克公司的科学家与俄勒冈健康与科学大学的研究人员合作发现，一种危险的大肠杆菌菌株（以引起血性腹泻而闻名）可以阻断肠道的这种防御机制，使细菌更容易传播。

这种细菌会将一种名为 NleL 的特殊蛋白质注入肠道细胞，这种蛋白质会分解 ROCK1 和 ROCK2 等关键酶，而这两种酶是感染细胞被排出体外所必需的。如果没有这个过程，感染细胞就无法快速离开，从而使细菌更容易传播。

通常，当有害细菌入侵肠道时，人体会迅速反击。第一道防线是肠道内壁——它由紧密排列的细胞组成，能够吸收营养物质，并将细菌阻挡在血液之外。如果其中一个细胞受到感染，它就会牺牲自身，将自己推出肠道内壁，进入肠道进行冲洗。这有助于防止细菌扩散。

“这项研究表明，致病菌可以阻止受感染的细胞被排出。这与我们之前观察到的策略完全不同。有些细菌会试图躲避检测，但这种策略实际上阻止了细胞的逃逸路线。”该研究的资深作者，俄勒冈健康与科学大学医学院分子微生物学和免疫学副教授Isabella Rauch 博士说。

揭示新的治疗途径

Rauch 的职业生涯一直致力于研究肠道内壁等屏障组织如何与微生物相互作用，并在不持续引发炎症的情况下保护身体。她的研究对传染病和炎症性肠病（IBD）等慢性疾病尤其重要。

“我们现在知道，肠道内壁不仅仅是一层被动的壁，”她说。“这些细胞非常擅长及早发现感染，并在免疫系统发挥作用之前做出反应。”

这项研究是多位科学家合作的成果，其中包括来自 Genentech 的生物化学专家（他们研究出了 NleL 的工作原理）和 Rauch 的实验室，后者使用肠道组织模型来展示该蛋白质在真实细胞中的作用。

“我们能够证明，当细菌携带这种特定蛋白质时，它们能够更好地感染肠道，”劳赫说。“它们阻止受感染的细胞被迅速踢出，这使得它们有更多时间繁殖并感染更多细胞。”

炎症性肠病 (IBD) 等肠道疾病

这一发现可能为研究细菌致病机制的新疗法铺平道路，而不是像抗生素那样直接杀死细菌。

“通过了解细菌如何绕过人体的防御机制，科学家们可以设计出不依赖抗生素的抗毒性疗法，”Rauch 说。“这非常重要，尤其是在抗生素耐药性持续上升的背景下。”

这一发现也对全球健康具有重要意义。这类大肠杆菌对幼儿尤其危险，因为他们的身体无法很好地应对体液流失。科学家警告说，气候变化和食品安全体系的薄弱可能会使这类感染更加普遍。

“这类细菌在卫生条件差的地方已经是一个严重的问题，”Rauch 说。“但随着气温升高和食品安全监管力度的减弱，它们在发达国家也正成为日益严重的威胁。”

除了传染病之外，这一发现还可以揭示炎症性肠病 (IBD) 等肠道疾病，即肠道内壁频繁脱落过多细胞。

“这种细胞‘挤出’过程在健康肠道中一直以低水平发生，但在炎症性肠病（IBD）中，它会加剧，我们尚不完全清楚其中的原因。同样，我们在胃肠道癌症中也观察到了这种情况。这项研究让我们对等式的两边有了更深入的了解，包括身体如何保护自己，以及事情是如何出错的。”

参考文献

Enteropathogenic bacteria evade ROCK-driven epithelial cell extrusion